Φωτοπαγίδα εντόμων για την προστασία των καλλιεργειών

Αυτό το ηλιακό κύκλωμα παγίδας φωτός LED για έντομα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσελκύει έντομα τη νύχτα και να τα κρατά δεσμευμένα με την πηγή φωτός. Αυτή η απόσπαση της προσοχής που δημιουργείται από το φως LED θα εμποδίσει τα έντομα να πετάξουν προς τις καλλιέργειες και θα σώσει τις καλλιέργειες από αυτά τα επιβλαβή παράσιτα.

Ο σχεδιασμός του κυκλώματος ζητήθηκε από τον κ. Βέρμα, όπως εξηγείται παρακάτω:

Προδιαγραφές Σχεδιασμού

Η συσκευή ανάβει αυτόματα το φως LED το σούρουπο για 2-4 ώρες και προσελκύει επιβλαβή έντομα σε ένα χωράφι.

• Η συσκευή διαθέτει ένα μικρό ηλιακό πάνελ 3W για φόρτιση της μπαταρίας.
• Αυτό φορτίζει μια μπαταρία 1500 – 1800 mAh κατά τη διάρκεια της ημέρας.
• Το σούρουπο, η συσκευή ανάβει μια λωρίδα LED 1-3 W, χρησιμοποιώντας την ισχύ της μπαταρίας.
• Η λυχνία παραμένει αναμμένη για 2 ώρες ή 3 ώρες ή 4 ώρες (επιλέγεται μέσω μικροδιακόπτη) και στη συνέχεια σβήνει.

Η συσκευή δεν πρέπει να υπερφορτίζει την μπαταρία, ούτε να επιτρέπει την εξάντλησή της κάτω από ένα συγκεκριμένο επίπεδο για να παρατείνει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.

Η συσκευή θα πρέπει να διαθέτει διακόπτη για να ανάβει και να σβήνει χειροκίνητα τα φώτα.

Η συσκευή θα πρέπει να χρησιμοποιεί εξαρτήματα χαμηλού κόστους, καθώς πρέπει να αναπτύξω πολλές από αυτές τις συσκευές.

Η συσκευή θα πρέπει ουσιαστικά να είναι ανθεκτική στις καιρικές συνθήκες καθώς θα αναπτυχθεί σε ανοιχτό πεδίο.

Περιγραφή κυκλώματος

Το παρακάτω σχήμα δείχνει το πλήρες διάγραμμα κυκλώματος του ηλιακού μας κυκλώματος φωτοπαγίδας εντόμων LED με χρονοδιακόπτη.

Λίστα εξαρτημάτων

• Όλες οι αντιστάσεις είναι 1/4 watt 5% CFR
• R1, R2 = 120 Ohm
• R3 = 1k
• R4, R6 = 4,7k
• R5, R11 = 10k
• R7, R8, R10 = 100k
• R9 = 2,2 Meg
• R12 = 1k
• P1 = 4,7k προεπιλογή
• P1 = 1 Meg προεπιλογή ή δοχείο
• C1 = Πυκνωτής 2uF/25V μη πολικός
• Ημιαγωγοί
• D1, D2 = 1N5402 Δίοδοι
• D3 = 1N4148
• Z1 = 6,9V δίοδος zener 1 watt
• T1 = Τρανζίστορ TIP32
• T2, T3, T4, T5 = BC547 Τρανζίστορ
• T6 = TIP122 Τρανζίστορ
• LED = Λωρίδα LED 3 watt
• IC1 = IC LM317
• IC2 = IC 4060
• Μπαταρία = 7,4V 2000 mAh Li-Ion
• Solar Panel = 12V 1 Ένα ηλιακό πάνελ

Αναφερόμενοι στο παραπάνω διάγραμμα, η λειτουργία των σταδίων του κυκλώματος παγίδας εντόμων ηλιακών LED μπορεί να γίνει κατανοητή με τα ακόλουθα σημεία:

Ηλιακός ρυθμιστής και φορτιστής μπαταριών

Το D1 συνδέεται με τη θετική γραμμή ηλιακού πάνελ, η οποία προστατεύει το κύκλωμα από μια τυχαία αντιστροφή της πολικότητας του ηλιακού πάνελ.

Το IC1 που είναι IC LM317 έχει διαμορφωθεί ως α ρυθμιστής τάσης ηλιακού πάνελ . Παρέχει σταθερή ρυθμιζόμενη έξοδο DC για τη φόρτιση της μπαταρίας.

Το προεπιλεγμένο P1 ρυθμίζεται έτσι ώστε η έξοδος σε όλη την μπαταρία να είναι ακριβώς κάτω από το πλήρης φόρτιση επίπεδο της μπαταρίας, το οποίο διασφαλίζει ότι η μπαταρία δεν θα υπερφορτιστεί ποτέ.

Η μπαταρία που προτείνεται για αυτό το έργο θα πρέπει να είναι μια μπαταρία Li-ion 7,4V 2000 mAh.

Για μια μπαταρία Li-Ion 7,4 V το επίπεδο πλήρους φόρτισης θα είναι περίπου 8,4 V. Επομένως, το P1 μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να παράγει περίπου 8,2 V στους ακροδέκτες της μπαταρίας.

Εναλλακτικά, η προεπιλογή P1 μπορεί απλά να αντικατασταθεί με μια υπολογισμένη σταθερή αντίσταση που επιτρέπει στην τάση στην μπαταρία να είναι ακριβώς 8,2 V.

Το επίπεδο πλήρους φόρτισης διατηρείται σκόπιμα λίγο χαμηλότερο για να διασφαλιστεί ότι η μπαταρία δεν θα υπερφορτιστεί ποτέ.

Οθόνη χαμηλής μπαταρίας και διακοπή λειτουργίας

Το τρανζίστορ T1 μαζί με το τρανζίστορ Τ2 και τη δίοδο zener Z1 σχηματίζουν το χαμηλό οθόνη μπαταρίας και στάδιο αποκοπής.

Εφόσον η τάση της μπαταρίας είναι υψηλότερη από την τιμή zener Z1, το T2 παραμένει αγώγιμο που επιτρέπει στο T1 να παραμένει αγώγιμο.

Αυτό επιτρέπει στο T1 να παρέχει ισχύ στο υπόλοιπο κύκλωμα που είναι συνδεδεμένο στην πλευρά του συλλέκτη του.

Σε περίπτωση που η τάση της μπαταρίας πέσει κάτω από το κρίσιμο επίπεδο ή κάτω από την τιμή Z1, το Z1 απενεργοποιείται και διακόπτει την παροχή βάσης στο T2.

Το Τ2 σταματά τώρα να αγώγει το οποίο με τη σειρά του διακόπτει την αγωγιμότητα του Τ1.

Μόλις το T1 απενεργοποιηθεί, ολόκληρο το κύκλωμα απενεργοποιείται αποτρέποντας οποιαδήποτε περαιτέρω εξάντληση ή υπερβολική απόρριψη της μπαταρίας.

Κύκλωμα ανιχνευτή σκότους

Τα Τ3 και Τ4 αποτελούν τον ανιχνευτή σκότους για το κύκλωμα παγίδας φωτός εντόμων. Μέχρι να πέσει η νύχτα ή όσο η τάση του ηλιακού πάνελ είναι πάνω από 0,6 V, το T3 παραμένει αγώγιμο με αποτέλεσμα το T4 να παραμένει απενεργοποιημένο.

Ενώ το T4 είναι απενεργοποιημένο, διατηρεί το χρονόμετρο IC 4060 απενεργοποιημένο.

Το κύκλωμα του χρονοδιακόπτη

Το τμήμα χρονοδιακόπτη είναι κατασκευασμένο γύρω από το IC2 που είναι ένα πρότυπο Χρονόμετρο 4060 IC ταλαντωτή.

Όσο το τρανζίστορ Τ4 παραμένει απενεργοποιημένο (μέχρι το σκοτάδι) ο ακροδέκτης #12 του IC2 διατηρείται ψηλά μέσω του R8.

Μόλις είναι αρκετά σκοτεινό και το ηλιακό πάνελ δεν παράγει τάση, το T3 σβήνει και το T4 ανάβει.

Με το διακόπτη T4 ON, ο ακροδέκτης #12 του IC2 είναι γειωμένος που ενεργοποιεί το IC2 και το εσωτερικό του ρολόι αρχίζει να μετράει.

Ο ακροδέκτης εξόδου #3 του IC2 παραμένει στο λογικό 0 ενώ το IC μετράει, κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου το τρανζίστορ T5 παραμένει απενεργοποιημένο προκαλώντας το T6 να ενεργοποιηθεί. Το T6 ανάβει τώρα τη λυχνία LED.

Αυτό σημαίνει ότι όταν μπαίνει το σκοτάδι, ο χρονοδιακόπτης IC2 ενεργοποιείται και ενώ μετράει, το LED παραμένει αναμμένο.