Principe de fonctionnement des lampadaires solaires utilisant des capteurs PIR

Composants principaux du système d'éclairage public solaire PIR

1. Panneau solaire : Convertit la lumière du soleil en électricité pour charger la batterie au lithium (LiFePO4 est la technologie la plus courante pour les lampadaires solaires).
2. Pile au lithium : Stocke l'énergie électrique pour l'éclairage nocturne.
3. Module de capteur PIR : sonde à double élément + lentille de Fresnel + circuit d'amplification du signal (détecte les mouvements humains/animaux).
4. Contrôleur de charge-décharge solaire : Intègre le contrôle de la lumière, le traitement du signal PIR, la commutation de puissance et la protection de la batterie (le cœur de la coordination du système).
5. Source lumineuse LED : Permet la commutation de puissance (lumière faible/pleine luminosité).

Principe de fonctionnement étape par étape

Phase 1 : Jour – Recharge solaire + mise en veille du capteur PIR

1. Lorsque l'éclairement ambiant (lumière du soleil) est supérieur au seuil de contrôle de la lumière prédéfini (50–100 lux, réglable), la photorésistance du contrôleur envoie un signal « jour » à la puce de contrôle principale.
2. Le contrôleur coupe l'alimentation électrique du module de lumière LED et du capteur PIR, mettant ainsi le capteur PIR en veille profonde (aucune consommation d'énergie, aucune détection de mouvement) afin d'éviter tout déclenchement intempestif dû à la lumière du soleil, aux oiseaux ou aux feuilles mortes.
3. Le panneau solaire convertit la lumière du soleil en courant continu, et le contrôleur effectue une charge à courant constant/tension constante pour la batterie au lithium (avec protection contre la surcharge, la surtension et les courts-circuits) afin de stocker l'énergie pour une utilisation nocturne.

Phase 2 : Nuit – Déclencheur de contrôle de la lumière + Veille PIR (Mode faible luminosité)

1. Lorsque l'éclairage ambiant descend au seuil de contrôle de la lumière nocturne (5 à 15 lux, réglable, par exemple après le coucher du soleil), la photorésistance envoie un signal « nuit » au contrôleur.
2. Le contrôleur active immédiatement le module du capteur PIR (le plaçant en mode de veille basse consommation) et alimente faiblement la LED, la faisant passer en mode veille à faible luminosité (10 à 30 % de la puissance nominale, par exemple 10 W pour un lampadaire de 100 W). Cette faible luminosité assure un éclairage de sécurité minimal et garantit que le capteur PIR est prêt à détecter un danger.
3. À ce stade, le module de capteur PIR est en mode de détection basse consommation (consommation d'énergie). <1 mA) : la lentille de Fresnel focalise le rayonnement infrarouge ambiant sur la sonde infrarouge à deux éléments, et cette dernière collecte en continu le rayonnement infrarouge statique de l'environnement (par exemple, les murs, les arbres, les routes) comme « signal de référence ».".

Phase 3 : Détection de mouvement – ​​Déclencheur PIR + LED à pleine luminosité

1. Lorsqu'une personne/un animal (avec une température corporelle d'environ 37℃ pour les humains) se déplace dans la portée de détection PIR (5–15 m, réglable) et l'angle (120°–180°, réglable), la lentille de Fresnel concentre le rayonnement infrarouge de son corps (λ=8–14μm, la bande la plus sensible pour les capteurs PIR) sur la sonde à double élément.
2. La sonde à double élément détecte une variation soudaine de l'intensité du rayonnement infrarouge (la température du corps humain étant bien supérieure à celle de l'environnement ambiant, elle crée une nette différence de température infrarouge) et un signal de déplacement spatial (dû au mouvement). La sonde convertit cette variation physique en un faible signal électrique (de l'ordre du μV).
3. Le circuit d'amplification du signal du module PIR amplifie le faible signal électrique et envoie un signal de déclenchement « mouvement détecté » au contrôleur de charge-décharge solaire.
4. Le contrôleur commute immédiatement le circuit d'alimentation de la LED, augmentant le courant à la pleine puissance nominale (par exemple, 100 W) – le lampadaire passe instantanément en pleine luminosité pour un éclairage à haute luminosité.

Phase 4 : Disparition du mouvement – ​​Éclairage maximal différé + Rétablissement de la lumière tamisée

1. Lorsque la personne ou l'animal sort de la zone de détection PIR, la sonde ne détecte plus les différences de température infrarouge ni les changements de mouvement, et le signal de déclenchement est coupé.
2. Le contrôleur ne revient pas immédiatement à une lumière tamisée, mais maintient la LED à pleine luminosité pendant un délai prédéfini (30 s à 5 min, réglable en usine ou paramétrable sur site via le contrôleur).
3. Une fois le délai écoulé, le contrôleur coupe l'alimentation de la LED et rétablit le mode veille à faible luminosité, et le capteur PIR revient en mode de détection à faible consommation pour attendre le prochain déclenchement de mouvement.

Phase 5 : Aube – Arrêt du contrôle de la lumière + mise en veille du détecteur de mouvement PIR

Principales caractéristiques de conception des capteurs PIR dans les lampadaires solaires (protection contre les erreurs de fonctionnement et personnalisation)

1. Sonde à double élément anti-déclenchement intempestif : grâce à sa conception à double élément, la sonde ne réagit qu’aux variations des signaux infrarouges (mouvement). Les sources de chaleur statiques (lampadaires, canalisations d’eau chaude, animaux immobiles, etc.) ne déclenchent pas le capteur, évitant ainsi les fausses alertes de pleine luminosité.
2. Lentille de Fresnel pour une détection large : La lentille concentre le rayonnement infrarouge diffusé sur la sonde, élargissant la portée de détection (5 à 15 m) et l'angle (120° à 180°), et garantit que le capteur peut détecter le mouvement même à une hauteur d'installation de 3 à 6 m (standard pour les lampadaires solaires).
3. Tous les paramètres sont réglables : la portée de détection, l’angle de détection, le temps de retard et le rapport puissance faible/pleine luminosité peuvent tous être réglés via le contrôleur solaire pour s’adapter à différents scénarios (par exemple, raccourcir le temps de retard dans les zones rurales isolées, étendre la portée de détection sur les trottoirs des quartiers).
4. Superposition de la commande horaire (en option) : Les modèles de milieu à haut de gamme peuvent superposer la commande horaire avec le PIR : par exemple, après 2 h du matin (trafic le plus faible), la puissance de la lumière tamisée est encore réduite (5 % de la puissance nominale) ou le temps de retard est raccourci (30 s) pour économiser plus d'énergie pour la batterie.

Principaux avantages de cette conception pour les lampadaires solaires

• Optimisation des économies d'énergie : évite un éclairage constant à pleine puissance, réduit considérablement la consommation d'énergie de la batterie et garantit que le lampadaire peut fonctionner en continu pendant 3 à 7 jours de pluie (un argument de vente clé des lampadaires solaires).
• Prolonger la durée de vie des composants : une puissance de fonctionnement moyenne plus faible réduit la production de chaleur des lampes LED et la profondeur de décharge des batteries au lithium, prolongeant ainsi leur durée de vie.
• Maintenance réduite : les modules de capteurs PIR ne comportent aucune pièce mobile, consomment peu d’énergie et présentent une grande stabilité (durée de vie > 5 ans), ce qui correspond à la durée de vie globale des lampadaires solaires.
• Rentable : les capteurs PIR sont peu coûteux et faciles à intégrer au contrôleur solaire, sans câblage supplémentaire requis ; ils conviennent donc à une application de masse dans les zones à faible trafic.

Scénarios d'application typiques