في عصر التطور هذا، عندما يكون الاهتمام بالحفاظ على الطاقة في ذروته، فإن استخدام التكنولوجيا الذكية مثل مصابيح الشوارع الأوتوماتيكية يمكن أن يوفر الكثير من الطاقة. إن استخدام دائرة مصابيح الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام LDR هو مفهوم بسيط وقوي يستخدم الترانزستور كمكون تحكم أساسي لصنع مصباح شارع أوتوماتيكي. مشروع أتمتة المنزل للمبتدئين هذا هو المشروع المثالي الذي قدمته لك ديل لأولئك الذين يريدون معرفة المزيد عن الإلكترونيات و الأتمتة.

في هذا الدليل، سنطلعك على عملية تصميم إضاءة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام تقنية LDR في 6 خطوات سهلة. وبحلول نهاية هذا المشروع، سيكون لديك نموذج عملي يمكنك تثبيته خارج منزلك أو في أي منطقة تحتاج إلى إضاءة أوتوماتيكية.

ما هو ضوء الشارع التلقائي؟

إن نظام الإضاءة الأوتوماتيكي للشوارع هو نوع من أنظمة الإضاءة حيث يتم تشغيل وإيقاف الإضاءة تلقائيًا ويتم تنفيذه للاستخدام لتقليل استهلاك الطاقة. يتم تطبيقه على نطاق واسع في إنارة الشوارع التي تضيء مناطق وقوف السيارات والأماكن الخارجية الأخرى، وبالتالي تحسين متطلبات الأمن في المنطقة وكذلك خفض استهلاك الطاقة.

يستخدم هذا النظام مبدأً مهمًا وهو استخدام المقاومة المعتمدة على الضوء (LDR) كمستشعر للكشف عن الضوء المحيط في تلك البيئة. وحتى عندما تنخفض مستويات الضوء، على سبيل المثال عند حلول الليل، يتم تنشيط النظام. يتم برمجة النظام لإيقاف تشغيلها عند عودة ضوء النهار.

أهمية الأتمتة في أنظمة إنارة الشوارع

تؤدي أتمتة إنارة الشوارع إلى العديد من الفوائد مثل:

• كفاءة الطاقة:يتم تشغيل ضوء الشارع تلقائيًا بقوة واطية منخفضة عندما يتحرك عدد قليل من المشاة عبر الطريق وهذا يساعد في تقليل الطاقة.
• فعالية التكلفة:يؤدي استهلاك أقل للموارد إلى انخفاض فواتير الكهرباء، مما يجعله في نهاية المطاف حلاً اقتصاديًا.
• زيادة السلامة:يمكن أن تعمل أضواء الشوارع الأوتوماتيكية على تقليل الحوادث والمساعدة في الحفاظ على سلامة المجتمعات من خلال ضمان بقاء المناطق مضاءة جيدًا طوال الليل.

تُستخدم هذه المصابيح بشكل شائع في البنية التحتية العامة والمناطق السكنية والممتلكات التجارية. مشروع إضاءة الشوارع الأوتوماتيكية المفصل في هذا الدليل هو نموذج أساسي ويأتي مع خيار توسيعه، اعتمادًا على متطلباتك المحددة وبالتالي فهو مناسب للتطبيقات الصغيرة وحتى الإعدادات الأكثر تعقيدًا

ما هو LDR (المقاومة المعتمدة على الضوء)؟

نظرة عامة على LDR

المقاوم الضوئي (LDR) أو المقاوم الضوئي هو جهاز إلكتروني تتغير مقاومته مع تغير كمية الضوء الساقط عليه. تكون مقاومة LDR عالية في الظلام وتنخفض عندما يسقط الضوء عليها. تجعلها خاصيتها الخاصة مثالية للاستخدام في مشاريع مثل إنارة الشوارع الأوتوماتيكية

في هذا المشروع، يتم استخدام LDR كمستشعر يكتشف مستويات الضوء ويرسل إشارات إلى مكونات أخرى في الدائرة. باستخدام هذه الإشارات، يتم التحكم في مصابيح الشوارع.

كيف يعمل LDR في إنارة الشوارع

تحل المقاومة هنا محل LDR الذي يستشعر الضوء. ولأنها LDR، يحدث انخفاض في المقاومة مع سقوط كمية من الضوء عليها حيث تغرب الشمس. وهذا بدوره يتسبب في إضاءة الأجزاء الأخرى في الدائرة، مثل الترانزستور، على سبيل المثال، مصباح LED.

في النهار، عندما يكون هناك ما يكفي من ضوء الشمس، ترتفع مقاومة الضوء الضوئي إلى حد كبير ولا يتدفق التيار لتشغيل الضوء، وبالتالي ينطفئ المصباح. وهذا يعني أن الضوء لا يعمل إلا عند الحاجة إليه، وبالتالي يتم استهلاك قدر أقل من الطاقة لتشغيله.

المكونات اللازمة لإنارة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام تقنية LDR

قائمة المواد

لإنشاء الخاص بك إنارة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام LDRستحتاج إلى المكونات التالية:

• LDR (المقاوم المعتمد على الضوء):المستشعر الرئيسي المستخدم لمعرفة شدة الضوء داخل المربع.
• المقاومات:تنظيم التيار والجهد للميكروكنترولر لحمايته من التلف.
• ترانزستور: يعمل كمفتاح لتشغيل الجهاز عند إضاءة الضوء أو إيقاف تشغيله بناءً على إشارة LDR.
• ضوء LED:مصابيح LED، المصابيح المادية التي تصدر الضوء لمشروعك. والشيء الأكثر ذكاءً هو الحصول على المصابيح التي تستخدم مصابيح LED الموفرة للطاقة والمخصصة للاستخدام في الهواء الطلق.
• مزود الطاقة:تتطلب هذه الدائرة مصدر طاقة خارجي، أي بطارية أو محول [مُقدم] معزولًا عن البطاقة المستهدفة للتأكد من أنه لا يزعج تشغيلها الطبيعي عن طريق حقن الضوضاء في وحدات الإدخال/الإخراج الرئيسية المتصلة.
• أسلاك التوصيل:تسمح هذه المكونات معًا بإكمال الدائرة
• لوحة التجارب أو لوحة الدوائر المطبوعة:هنا يمكنك ترتيب المكونات للاختبار والتجميع.

فهم مخطط دائرة إنارة الشوارع الأوتوماتيكية

إن فهم مخطط الدائرة لنظام التحكم الآلي في إنارة الشوارع ضروري لأي مشروع. ويوضح المخطط كيفية توصيل جميع المكونات، مثل LDR والترانزستور والصمام الثنائي الباعث للضوء. الأماكن المهمة في الدائرة:

• LDR والمقاوم:تعتمد شدة الضوء على الجهد الكهربائي للترانزستور باستخدام هذه الدائرة.
• ترانزستور:يعمل كمفتاح إلكتروني ويتم التحكم فيه عن طريق الإشارة من LDR. ما يحدث عندما يتم تشغيل هذا الترانزستور هو أنه يسمح في الأساس بتدفق هذه الطاقة عبر ضوء LED.
• ضوء LED:مخرجات الدائرة، تضيء عندما تكون مستويات الضوء منخفضة بما فيه الكفاية.

يساعدك فهم هذا الرسم التخطيطي على إنشاء الدائرة بدقة واستكشاف أي مشكلات قد تنشأ وإصلاحها.

الخطوة 1: تصميم الدائرة

أول شيء يجب فعله هو إيذاء لوحة توصيل المكونات للتأكد من أن التكوين يعمل قبل لحام كل شيء بشكل دائم على PCB.

وهذا ما ستفعله:

• لكي يتمكن LDR من اكتشاف الضوء، يجب عليك وضعه هناك بشكل صحيح.
• ومع ذلك؛ قم بتوصيل المقاومات معًا لتقليل التيار.
• الآن ضع الترانزستور وسوف يعمل كمفتاح لتشغيل وإيقاف الضوء.
• وأخيرًا، قم بتوصيل ضوء LED بالدائرة حتى يتلقى الطاقة عند الحاجة.

نصائح لتصميم الدوائر

• والباقي عبارة عن قيم مقاومة تم اختيارها لكي يكون LDR حساسًا بشكل صحيح.
• تأكد مرة أخرى من أنك قمت بتوصيل جميع المكونات بشكل صحيح في اتصالاتك.
• أولاً، قم بفحص نظام إنارة الشوارع الأوتوماتيكي عن طريق إجراء تغييرات في LDR قبل اللحام.

الخطوة 2: وضع LDR في الدائرة

يعد جهاز LDR هو المكون الأكثر أهمية في هذا النظام، حيث إنه يقرر متى يتم تشغيل الضوء وإطفائه. ضع جهاز LDR بشكل صحيح.

إليك ما يجب عليك فعله:

• يجب وضع LDR على يسار التعرض للضوء الخارجي في الداخل إذا كنت تريد التحقق منه في ظروف الليل، فقط قم بتغطية LDR بيدك أو إطفاء أضواء الغرفة.
• هنا يجب توصيل LDR على التوالي بمقاومة لإنشاء مقسم جهد. بهذه الطريقة، يمكن للدائرة تحديد التغيرات في مستويات الضوء بدقة.

يضمن وضع المقاوم الضوئي (LDR) بشكل صحيح التشغيل السليم لمصابيح الشوارع الأوتوماتيكية. إذا لم يتم ذلك، فقد يرفض المصباح التشغيل من غروب الشمس حتى شروقها أو سيظل مشتعلًا على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.

الخطوة 3: إضافة الترانزستور للتبديل

يعمل الترانزستور مثل المفتاح في نظام الإضاءة الأوتوماتيكي في الشوارع. يرسل جهاز LDR، الذي يحدد مستويات الضوء للمستشعر، إشارة إلى الترانزستور الذي يتحكم في تدفق التيار وتمكين إضاءة LED.

لماذا نحتاج إلى الترانزستور

لا يعد LDR مهمًا بالقدر الكافي بحيث يمكن تشغيله وإيقافه مباشرة في مشروع إنارة الشوارع الأوتوماتيكية. وهنا يكمن دور الترانزستور. يأخذ الترانزستور هذه الإشارة الصغيرة من LDR ويضخمها، حتى نتمكن من استخدام تيار مرتفع بشكل معقول لتشغيل الإضاءة.

إليك كيفية إضافة الترانزستور:

• قم بتوصيل الترانزستور بالدائرة الخاصة بك، مع التأكد من أنه في وضع مناسب بالنسبة إلى LDR والمقاوم.
• تتصل قاعدة الترانزستور بمخارج من مقسم جهد مصنوع من LDR ومقاوم. إذا كان مستوى الضوء منخفضًا، فسيوفر جهدًا أساسيًا ويمكّن الترانزستور من السماح للتيار في نظام المزلاج من خلال مسار المجمع-الباعث الخاص به والذي يعمل على تشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء.

في الواقع، يعد التأكد من تشغيل الأضواء فقط عند وجود متطلبات معينة، جزءًا مهمًا من نظام التحكم التلقائي في إضاءة الشوارع، وإلا فإنها ستظل مطفأة.

الخطوة 4: توصيل ضوء LED

بعد توصيل LDR والترانزستور، قم بتوصيل ضوء LED. الضوء الرئيسي لهذا المشروع هو LED، والذي سيتم تشغيله تلقائيًا عندما يكون المحيط مظلمًا.

إليك ما عليك فعله:

• قم بتوصيل السلك الموجب لمصباح LED بمصدر الطاقة، مع التأكد من أنه في الموضع الصحيح.
• سيتم توصيل أحد طرفي السلك السالب بترانزستور يمكن للتيار أن يوفره عند تشغيله.

لماذا استخدام أضواء LED؟

أفضل جزء في استخدام مصابيح LED في أنظمة الإضاءة الأوتوماتيكية للشوارع هو أنها تستهلك قدرًا أقل من الطاقة، ويمكن أن توفر مصابيح LED آلاف الساعات أو حتى عشرة آلاف ساعة أكثر من نظام التنظيف الذي ينتج في نفس الوقت أضواءً ساطعة. قم بتجهيز مشروعك بمصابيح LED وخفض تكاليف الطاقة، فضلاً عن الصيانة التي تكون أقل بكثير من المصابيح الكهربائية التقليدية.

الخطوة 5: اختبار الدائرة واستكشاف أخطائها وإصلاحها

بمجرد إنشاء الدائرة، قبل التجميع، حان الوقت الآن لاختبار مصباح الشارع الأوتوماتيكي. يمكنك القيام بذلك عن طريق تسليط كميات أكبر وأقل من الضوء على LDR، لمعرفة كيف يؤثر ذلك على ما يفعله LED

كيفية اختبار الدائرة

• يتم حرق هذه الطاقة مما يؤدي إلى تشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء، وطالما أننا في بيئة مضاءة بدرجة كافية، فإن LDR يكتشف الضوء لذلك لن يسمح بتشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء.
• يجب عليك تغطية LDR لمحاكاة الظلام وبعد ذلك سيتم تشغيل LED.
• يجب عليك أيضًا اختبار النظام في ظل ظروف طبيعية، وإذا لزم الأمر، ضعه في الخارج في الحياة لترى كيف يتفاعل LDR مع ضوء الشمس طوال اليوم.

المشاكل الشائعة وكيفية إصلاحها

• لا يتم تشغيل LED:قد يكون هذا بسبب وضع LDR خاطئ أو ربما تم الحكم على قيم المقاوم المحدد للتيار بشكل غير صحيح. يمكن استشعار هذا LDR بواسطة مدخل تناظري A0ولكن إذا كانت مقاومته عالية جدًا (سيعمل بشكل أفضل في الإضاءة المنخفضة) فقد لا يكتشف أي تغيير في الإضاءة.
• يبقى مصباح LED مضاءً أثناء النهار:إذا استمر مصباح LED في الإضاءة أثناء النهار، فقد يكون ذلك بسبب عدم سقوط كمية كافية من الضوء على LDR أو قد تتطلب قيم المقاومة الانتباه.
• ارتفاع درجة حرارة الدائرة:استخدم المقاومة المناسبة للتحكم في التيار حتى لا يحدث التسخين لأن ذلك من شأنه أن يؤدي إلى إتلافها.

يجب اختبار تشغيل نظام إضاءة الشوارع الأوتوماتيكي بعد البرمجة النهائية.

الخطوة 6: الانتهاء من تركيب إنارة الشوارع الأوتوماتيكية

الآن، إذا كانت دائرة الاختبار تعمل بشكل صحيح، فيجب أن يكون هذا المشروع قد انتهى. يتضمن هذا نقل المكونات من لوحة التوصيل إلى إعداد أكثر أمدًا مثل الاستفادة من لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ثم إعداد النظام حيث يلزم ذلك.

نصائح التثبيت

• وضع خارجي:إذا تم وضع مصباح الشارع الأوتوماتيكي في الخارج مع تثبيت أسود LDR حتى لا يتأثر بمصابيح أخرى. كما يجب أن يكون مصباح LED والمكونات الأخرى مقاومة للعوامل الجوية للحماية من المطر أو الغبار أو درجات الحرارة العالية.
• غلق الدائرة:ضع غطاءً واقيًا أعلى الدائرة الكهربائية الخاصة بك لمنع العناصر الخارجية. وللحصول على مزيد من توفير الطاقة، يمكنك تشغيل النظام على لوحة شمسية.

التركيب هو الخطوة الأولى التي يجب اتخاذها لتثبيت نظام إضاءة الشوارع الأوتوماتيكي الخاص بك ويضمن أنه سيعمل بشكل صحيح لسنوات دون أي صيانة.

تشغيل إنارة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام LDR

هذه الأنظمة مصممة بحيث بمجرد تركيبها، فإن مصابيح الشوارع الأوتوماتيكية هذه التي تستخدم LDR تستمر في تتبع كمية الضوء التي تسقط حولها. يتميز LDR المستخدم في المشروع بمقاومة عالية أثناء النهار، لذلك لا يتدفق التيار من خلاله لتشغيل إضاءة LED. عندما يتحول النهار إلى الليل وتنخفض شدة الضوء بسبب هذا، يتمتع LDR بمقاومة أقل، لذلك يمكن لمزيد من الأشياء الثمينة المرور عبر الدائرة الأساسية وبالتالي تشغيل LED الجميل الخاص بنا.

النظام أوتوماتيكي بالكامل، لذا لن تضطر أبدًا إلى تشغيل أو إيقاف تشغيل الأضواء يدويًا. وهذا لا يوفر الوقت فحسب، بل يجنبك أيضًا إهدار الطاقة.

مزايا نظام إنارة الشوارع الأوتوماتيكي

كفاءة الطاقة وتوفير التكاليف

الميزة الأكثر وضوحًا لنظام إضاءة الشوارع الأوتوماتيكية هي أنه يوفر الطاقة. نظرًا لحقيقة أن المصباح يتم تنشيطه عند الحاجة، فإن استهلاك الطاقة المهدرة يختفي تمامًا. بالإضافة إلى ذلك، فهو مفيد من حيث التكاليف، خاصة للمشاريع الواسعة التي تعكس شوارع أو مواقف سيارات كاملة. كلما زاد المبلغ، كلما زاد التوفير في المال. علاوة على ذلك، فإن الفائدة واضحة على المدى الطويل، حيث يتم استخدام الدخل فقط لتشغيل الإضاءة.

صيانة منخفضة ومتانة

إن مصابيح الشوارع الأوتوماتيكية لا تحتاج إلى صيانة على الإطلاق، وخاصة المصابيح المزودة بمصابيح LED، حيث يمكنها أن تدوم لسنوات ونادرًا ما تتطلب الاستبدال أو الإصلاح.

إمكانية التوسع للأنظمة الأكبر حجمًا

يمكن تكرار مشروع إنارة الشوارع الأوتوماتيكية على نطاق أوسع. فبدلاً من الاعتماد على عدد صغير من المصابيح، يمكن دمج العشرات والمئات وحتى الآلاف من المصابيح مع مصدر طاقة أكبر. ونتيجة لهذه الحقيقة، فإن الحل عملي ومرن، حيث يمكن إضاءة الشارع أو موقف السيارات بالكامل. وهناك أيضًا العديد من العوامل المؤثرة على أسعار المصابيح الشمسية.

تطبيقات وحالات استخدام الإضاءة التلقائية للشوارع

أين يمكنك استخدام ضوء الشارع التلقائي؟

أ إنارة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام LDR يمكن استخدامها في إعدادات مختلفة، بما في ذلك:

• المناطق السكنية:مناطق سكنية لسلامة وراحة أصحاب المنازل..
• مواقف السيارات:إضاءة كافية لتمكين المركبات والمشاة من الرؤية بعد حلول الظلام.
• الطرق العامة والطرق السريعة:في إطار الجهود الرامية إلى تحسين مستوى الرؤية بشأن مواقف القيادة الغامضة في جميع أنحاء العالم، أصبح هذا الأمر أكثر شيوعاً في السنوات الأخيرة.
• الحدائق والممرات:تحسين البيئة الخارجية دون الحاجة إلى إهدار الطاقة.

تتمتع بالمرونة الكافية للتعامل مع كافة أنواع سير العمل، بدءًا من الحلول الصغيرة والمحددة وحتى خطوط الأنابيب الصناعية الشاملة. وإذا كنت تريد معرفة المزيد عن اضواء شمسية للاماكن الصغيرة,يمكنكم قراءة هذا أيضًا بالضغط على الرابط.

خاتمة

إن استخدام الإضاءة الأوتوماتيكية للشوارع باستخدام الضوء الضوئي هو مشروع بسيط يمكنني تنفيذه في المنزل، وهو ما يعطي فكرة عن أساسيات الإلكترونيات وكفاءة استخدام الطاقة في الإضاءة الأوتوماتيكية للشوارع. ستساعدك هذه الخطوات الست البسيطة على إنشاء نظام إضاءة فعال منخفض التكلفة ولا يتطلب التحكم اليدوي. سواء كنت تقوم فقط بإضاءة جزء من الفناء أو تستعد لتركيبات أكبر، فهذه طريقة سهلة ورائعة للدخول في الأنظمة الأوتوماتيكية.

نظام إضاءة أوتوماتيكي بسيط للغاية ومثير للاهتمام يجب تنفيذه خارج المنزل، ولا شيء أكثر من LDR (شكل من أشكال المقاوم الذي يغير المقاومة بشكل كبير بناءً على كمية الضوء الساطعة عليه) يمكنه أن يصنع العجائب.

اتخذ الخطوة الأولى نحو الإضاءة الموفرة للطاقة! قم ببناء مصباح الشارع الأوتوماتيكي الخاص بك باستخدام LDR اليوم واستمتع بالراحة بدون استخدام اليدين. هل أنت مستعد للبدء؟ تابع ديل دليل سهل وإضاءة المساحة الخاصة بك دون عناء

الأسئلة الشائعة

1. كيف يساعد LDR في التحكم في إضاءة الشارع؟

يغير هذا LDR مقاومته وفقًا لمستويات الضوء المحيط. تقل مقاومة LDR مع انخفاض شدة الضوء مما يسمح للدائرة بتنشيط إضاءة الشوارع

2. هل يمكن تشغيل نظام إضاءة الشوارع الأوتوماتيكي بالطاقة الشمسية؟

يمكن دمج مصابيح الشوارع الأوتوماتيكية التي تعمل بتقنية LDR ببساطة مع الألواح الشمسية للاقتران. وهذا لا يعزز كفاءة الطاقة والاستدامة للنظام المذكور فحسب، بل يوفر أيضًا إمكانية العمل خارج الشبكة بالكامل.

3. هل النظام مقاوم للعوامل الجوية للاستخدام الخارجي؟

من الضروري استخدام مكونات وصناديق خارجية عند وضع الوحدة أو النظام في الخارج بسبب الظروف الجوية مثل المطر والغبار وتقلب درجات الحرارة. يجب إغلاق الصمام الثنائي الباعث للضوء والدائرة في غلاف مقاوم للماء لمنع تسرب مياه الأمطار إليه، مما يساعد على زيادة المتانة.

4. هل يمكنني استخدام مصادر إضاءة مختلفة غير LED لهذا المشروع؟

في حين أن مصابيح LED هي الخيار الأفضل نظرًا لاستهلاكها المنخفض للطاقة وعمرها الافتراضي الطويل إلى حد كبير، يمكنك استخدام مصادر إضاءة أخرى لهذا المشروع. ومع ذلك، نظرًا لاستهلاكها المنخفض للطاقة وكفاءتها العالية، فإن مصابيح LED هي البديل العملي.

5. ماذا يحدث إذا فشل LDR؟

يعد فشل LDR سببًا لعدم عمل نظام التحكم التلقائي في إضاءة الشوارع بشكل صحيح. في بعض المواقف، قد يظل الضوء مضاءً باستمرار وفي مواقف أخرى قد لا يومض حتى. تأكد من فحص LDR وتغييره حسب الحاجة.

6. هل هذا المشروع مناسب للمبتدئين؟

بالتأكيد، نعم، إن إنشاء مشروع إنارة شوارع أوتوماتيكية باستخدام LDR هو أفضل فكرة للمشروعات الجديدة. إن تصميم الدائرة سهل وبسيط باستخدام مكونات متوفرة بسهولة. وهناك ميزة إضافية تتمثل في تعليمك بعض الإلكترونيات والأتمتة بشكل عملي.