Obwód pułapki świetlnej na owady do ochrony upraw

Ten obwód fotowoltaicznej pułapki świetlnej LED na owady może być używany do przyciągania owadów w nocy i utrzymywania ich w kontakcie ze źródłem światła. To odwrócenie uwagi powodowane przez światło LED zapobiegnie lataniu owadów w kierunku upraw i uratuje je przed szkodliwymi szkodnikami.

Projekt obwodu został zamówiony przez pana Vermę, jak wyjaśniono poniżej:

Specyfikacje projektowe

Urządzenie automatycznie włącza światło LED o zmroku na 2-4 godziny i przyciąga szkodliwe owady na polu uprawnym.

• Urządzenie posiada niewielki panel słoneczny o mocy 3W służący do ładowania akumulatora.
• Pozwala to na ładowanie akumulatora o pojemności 1500 – 1800 mAh w ciągu dnia.
• O zmroku urządzenie zapala pasek LED o mocy 1-3 W, wykorzystując energię akumulatora.
• Światło pozostaje włączone przez 2 godziny, 3 godziny lub 4 godziny (do wyboru za pomocą mikroprzełącznika), a następnie gaśnie.

Urządzenie nie powinno przeładowywać baterii ani pozwalać na jej rozładowanie poniżej pewnego poziomu w celu wydłużenia żywotności baterii.

Urządzenie powinno posiadać przełącznik pozwalający na ręczne włączanie i wyłączanie oświetlenia.

Urządzenie powinno wykorzystywać tanie komponenty, ponieważ muszę wdrożyć wiele z tych urządzeń.

Urządzenie powinno być zasadniczo odporne na warunki atmosferyczne, ponieważ będzie rozmieszczone na otwartej przestrzeni.

Opis obwodu

Poniższy rysunek przedstawia kompletny schemat obwodu naszego obwodu pułapki na owady z wykorzystaniem światła słonecznego LED z timerem.

Lista części

• Wszystkie rezystory mają moc 1/4 W i 5% CFR
• R1, R2 = 120 omów
• R3 = 1 tys
• R4, R6 = 4,7 tys
• R5, R11 = 10 tys
• R7, R8, R10 = 100 tys
• R9 = 2,2 mega
• R12 = 1 tys
• P1 = ustawienie wstępne 4,7 tys
• P1 = 1 Meg ustawienia wstępnego lub garnka
• C1 = Kondensator 2uF/25V niepolarny
• Półprzewodniki
• Diody D1, D2 = 1N5402
• D3 = 1N4148
• Z1 = 6,9 V, 1 watowa dioda Zenera
• T1 = Tranzystor TIP32
• T2, T3, T4, T5 = Tranzystory BC547
• T6 = Tranzystor TIP122
• LED = 3-watowa taśma LED
• IC1 = IC LM317
• IC2 = IC 4060
• Bateria = 7,4 V 2000 mAh Li-Ion
• Panel słoneczny = 12 V 1 A panel słoneczny

Nawiązując do powyższego schematu, działanie etapów obwodu słonecznej pułapki na owady LED można zrozumieć w następujących punktach:

Regulator słoneczny i ładowarka akumulatorów

D1 jest podłączony do dodatniej linii panelu słonecznego, co zabezpiecza obwód przed przypadkową zmianą polaryzacji panelu słonecznego.

IC1, który jest układem IC LM317, jest skonfigurowany jako: regulator napięcia panelu słonecznego . Zapewnia stałe, regulowane wyjście prądu stałego do ładowania akumulatora.

Wstępnie ustawione P1 jest regulowane w taki sposób, że moc wyjściowa na akumulatorze jest tuż poniżej pełne naładowanie poziom naładowania akumulatora, co gwarantuje, że akumulator nigdy nie zostanie przeładowany.

Akumulatorem zalecanym do tego projektu powinien być akumulator litowo-jonowy 7,4 V 2000 mAh.

W przypadku akumulatora litowo-jonowego 7,4 V pełny poziom naładowania będzie wynosić około 8,4 V. Dlatego P1 można dostosować tak, aby generował około 8,2 V na zaciskach akumulatora.

Alternatywnie, ustawienie wstępne P1 można po prostu zastąpić obliczonym stałym rezystorem, który umożliwia osiągnięcie napięcia na akumulatorze dokładnie na poziomie 8,2 V.

Poziom pełnego naładowania jest celowo utrzymywany o odcień niższy, aby zapobiec przeładowaniu akumulatora.

Monitorowanie i odcinanie niskiego poziomu naładowania baterii

Tranzystor T1 wraz z tranzystorem T2 i diodą Zenera Z1 tworzy stan niski monitor baterii i etap odcięcia.

Dopóki napięcie akumulatora jest wyższe niż wartość Zenera Z1, T2 pozostaje przewodzący, co pozwala T1 również pozostać przewodzącym.

Dzięki temu T1 może dostarczać energię do pozostałej części obwodu podłączonej po stronie kolektora.

W przypadku spadku napięcia akumulatora poniżej poziomu krytycznego lub poniżej wartości Z1, Z1 wyłącza się i odcina zasilanie bazowe T2.

T2 przestaje teraz przewodzić, co z kolei odcina przewodzenie T1.

Po wyłączeniu T1 cały obwód zostaje wyłączony, zapobiegając dalszemu wyczerpaniu się nadmierne rozładowanie baterii.

Obwód czujnika ciemności

T3 i T4 tworzą detektor ciemności dla naszego obwodu pułapki świetlnej na owady. Dopóki nie zapadnie noc lub dopóki napięcie panelu słonecznego będzie przekraczać 0,6 V, T3 pozostanie przewodzący, powodując, że T4 pozostanie wyłączony.

Gdy T4 jest wyłączony, timer IC 4060 pozostaje wyłączony.

Obwód timera

Sekcja timera jest zbudowana wokół IC2, co jest standardem Zegar 4060 układ scalony oscylatora.

Dopóki tranzystor T4 pozostaje wyłączony (aż do zmroku), pin nr 12 układu IC2 jest utrzymywany w stanie wysokim przez R8.

Gdy jest wystarczająco ciemno i panel słoneczny nie wytwarza żadnego napięcia, T3 wyłącza się, a T4 włącza się.

Gdy przełącznik T4 jest w pozycji ON, pin nr 12 układu IC2 jest uziemiony, co aktywuje układ IC2 i jego wewnętrzny zegar rozpoczyna odliczanie.

Pin wyjściowy nr 3 układu IC2 pozostaje w stanie logicznym 0 podczas zliczania przez układ scalony. W tym czasie tranzystor T5 pozostaje wyłączony, powodując włączenie T6. T6 włącza teraz lampę LED.

Oznacza to, że gdy zapada ciemność, aktywowany jest timer IC2 i podczas odliczania dioda LED pozostaje włączona.