ระบบไฟฉุกเฉินตามการวัดค่าไฟฟ้าสถิต: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

คุณเคยคิดที่จะสร้างระบบไฟฉุกเฉินเมื่อไฟหลักดับหรือไม่ และเมื่อคุณมีความรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ คุณควรรู้ว่าคุณสามารถตรวจสอบความพร้อมใช้งานของไฟหลักได้ง่ายๆ เพียงวัดแรงดันไฟฟ้า

แต่สิ่งที่ผมกำลังจะพูดคือแนวทางที่แตกต่างกันมาก ฉันแนะนำให้วัดความเข้มของสนามไฟฟ้าสถิตใกล้กับสายไฟหลักและตัวกรองที่อ่านและใช้งานตามการใช้งานของเรา ข้อดีในวิธีนี้คือเราแยกไฟฟ้าจากพลังงานหลักโดยสิ้นเชิง และฉันสามารถพูดได้ว่าไม่รุกราน (แม้คุณใช้ opto-isolator ที่ต้องจัดการกับไฟหลัก) โครงการนี้ประกอบด้วย 3 ส่วนหลัก,

• เซ็นเซอร์ไฟฟ้าสถิตย์
• ตัวประมวลผลสัญญาณตามตัวกรองคาลมาน
• ตัวควบคุมแสงแบบรีเลย์

ขั้นตอนที่ 1: เซ็นเซอร์ไฟฟ้าสถิต

พวกนี้เป็นเซ็นเซอร์ไฟฟ้าสถิตที่ง่ายที่สุดที่มี มันเป็นเพียงคู่ของทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน

• ฉันใช้ทรานซิสเตอร์ C828 NPN 2 ตัว แต่ทรานซิสเตอร์ NPN วัตถุประสงค์ทั่วไป 2 ตัวจะทำงานได้
• เนื่องจากการเพิ่มขึ้นอย่างมากของคู่ดาร์ลิกตัน เราจึงสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของไฟฟ้าสถิตที่จุดอินพุตได้
• เพียงใช้เทปพันสายไฟแล้ววางพินอินพุทเข้ากับฉนวนของแหล่งจ่ายไฟหลัก

มีสายไฟ AC 230V ติดอยู่ที่ไฟห้องของฉัน และฉันเพิ่งแยกสายไฟของคู่ดาร์ลิกตันไปที่ท่อร้อยสายไฟที่มีสายไฟนั้น

ขั้นตอนที่ 2: ประมวลผลสัญญาณโดยใช้ Arduino

ฉันใช้ Arduino nano สำหรับสิ่งนี้ แต่สามารถใช้ Arduino รุ่นใดก็ได้

โดยทั่วไปในที่นี้ การอ่านค่าแรงดันไฟฟ้าจากเซ็นเซอร์ไฟฟ้าสถิตจะได้รับการประมวลผล ฉันจะอธิบายรหัสที่ส่วนท้ายของเอกสาร

จากนั้นจึงเปลี่ยนพินดิจิตอล 9 เพื่อให้สามารถควบคุมไฟฉุกเฉินผ่านรีเลย์ได้

ขั้นตอนที่ 3: วงจรเต็ม

รีเลย์ถูกขับเคลื่อนโดยทรานซิสเตอร์กำลังและมีไดโอดเอนเอียงแบบย้อนกลับเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ทรานซิสเตอร์เสียหายจากแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำย้อนกลับของคอยล์รีเลย์

อย่าลังเลที่จะเปลี่ยนสายไฟของรีเลย์และมีหลอดไฟที่มีแรงดันไฟฟ้าเท่าใดก็ได้

ขั้นตอนที่ 4: คำอธิบายของรหัส

ในรหัสนี้ฉันได้ติดตั้งตัวกรองคาลมานแบบเรียงซ้อน 2 ตัว ฉันสร้างอัลกอริทึมนี้โดยสังเกตผลลัพธ์ในแต่ละขั้นตอน และพัฒนาให้มีผลลัพธ์ที่ต้องการ

ขั้นตอนที่ 5: วัตถุคาลมาน

ที่นี่ฉันได้สร้างคลาสสำหรับตัวกรองคาลมาน รวมถึงตัวแปรที่จำเป็นทั้งหมด ในที่นี้ฉันจะไม่อธิบายความหมายของตัวแปรโดยละเอียดเหมือนที่คุณจะพบได้ในไซต์อื่น ชนิดข้อมูล "สองเท่า" เหมาะสำหรับการจัดการทางคณิตศาสตร์ที่ต้องการ

ค่า 'R' ฉันใส่ตามรอยและข้อผิดพลาดจากการสังเกตผลลัพธ์ของฟิลเตอร์ที่ 1 ฉันเพิ่มมันจนได้ซิงเกิ้ลที่ปราศจากสัญญาณรบกวนดังแสดงในภาพที่สอง ค่า 'Q' เป็นค่าทั่วไปสำหรับตัวกรองคาลมาน 1D ทั้งหมด การหาค่าที่เหมาะสมสำหรับสิ่งนี้เป็นงานที่น่าเบื่อ ดังนั้นง่ายกว่านี้

ขั้นตอนที่ 6: Kalman Object and Setup

• ที่นี่มีการใช้ตัวกรองคาลมาน
• วัตถุ 2 องค์ที่ก่อตัวขึ้น
• pinModes ได้รับการตั้งค่าเพื่อรับข้อมูลและส่งสัญญาณสำหรับรีเลย์

ขั้นตอนที่ 7: The Loop

อันดับแรก ฉันได้กรองสัญญาณอินพุตแล้ว จากนั้นสังเกตว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อมีแหล่งจ่ายไฟหลัก AC และเมื่อไม่มี

ฉันสังเกตเห็นความแปรปรวนเปลี่ยนไปเมื่อฉันเปลี่ยนไฟหลัก

ดังนั้นฉันจึงลบ 2 ค่าที่ต่อเนื่องกันของเอาต์พุตตัวกรองและนำมาเป็นค่าความแปรปรวน

จากนั้นฉันสังเกตว่าเกิดอะไรขึ้นกับมันเมื่อฉันเปิดและปิดไฟหลัก ฉันสังเกตเห็นว่ามีการเปลี่ยนแปลงมากมายเกิดขึ้นเมื่อฉันเปลี่ยน แต่ประเด็นคือค่านิยมผันผวนมาก ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยใช้ค่าเฉลี่ยวิ่ง แต่เนื่องจากฉันใช้ kalman ก่อนหน้านี้ ฉันจึงเพิ่มบล็อกตัวกรองอื่นกับความแปรปรวนและเปรียบเทียบผลลัพธ์