Zaawansowany marker drogowy LED zasilany energią słoneczną z komunikacją radiową ISM
Wyzwanie: Trwałe, autonomiczne oświetlenie nawierzchni drogi
W odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na inteligentne, energooszczędne i bardzo trwałe rozwiązania do znakowania dróg, nasz zespół opracował najnowocześniejszy, zasilany energią słoneczną znacznik drogowy LED. Głównym celem było zaprojektowanie urządzenia, które:
- mogą być instalowane bezpośrednio w nawierzchni drogi,
- wytrzymuje nacisk przejeżdżających pojazdów,
- pozostaje widoczny w złych warunkach pogodowych,
- działa autonomicznie bez zewnętrznego zasilania,
- umożliwia bezprzewodową synchronizację i komunikację między urządzeniami.
Rozwiązanie: Technologia i innowacje na rzecz bezpieczeństwa drogowego
System LED oparty na mikrokontrolerze
Sercem markera jest jednoukładowy mikrokontroler sterujący sześcioma diodami LED – dostępnymi zarówno w wersji monochromatycznej, jak i RGB. Taka konfiguracja pozwala na elastyczne wzorce oświetlenia i schematy kolorów, które można dostosować do konkretnych przypadków użycia, takich jak przejścia dla pieszych lub strefy zagrożenia.
Komunikacja radiowa ISM 868 MHz
Zintegrowany moduł radiowy ISM 868 MHz zapewnia:
- synchronizacja między wieloma znacznikami, umożliwiająca uzyskanie efektów takich jak oświetlenie falowe lub zsynchronizowane miganie,
- komunikacja z urządzeniami zewnętrznymi, takimi jak bramki ISM/GPRS, umożliwiająca zdalne monitorowanie i sterowanie.
Energia słoneczna i magazynowanie energii
Urządzenie jest zasilane przez kompaktowe ogniwa fotowoltaiczne i zawiera wbudowany obwód magazynowania energii, zapewniając ciągłą pracę nawet podczas dłuższych okresów zachmurzenia – co jest kluczową zaletą w regionach o ograniczonym nasłonecznieniu. Efektywne zarządzanie energią osiągnięto dzięki zastosowaniu komponentów o niskim poborze mocy i inteligentnemu równoważeniu mocy.
Wyzwania inżynieryjne: Wytrzymałość mechaniczna i środowiskowa
Konstrukcja obudowy
Jednym z największych wyzwań inżynieryjnych było zaprojektowanie wytrzymałej obudowy:
- ekstremalny nacisk mechaniczny wywierany przez koła pojazdu,
- Całkowicie wodoodporny – IP68,
- długotrwała ekspozycja na promieniowanie UV,
- interakcje chemiczne z węglowodorami (wycieki oleju, paliwa, kontakt z oponami).
Aby sprostać tym wymaganiom:
- Wdrożyliśmy wewnętrzną strukturę sześciokątną (plaster miodu), aby skutecznie rozproszyć siły mechaniczne i przekierować naprężenia do bezpieczniejszych obszarów obudowy.
- Wykorzystaliśmy analizę naprężeń HMH (Huber-Mises-Hencky) i symulacje metodą elementów skończonych (MES), aby zoptymalizować zachowanie mechaniczne pod obciążeniem.
- Wybraliśmy niestandardowe mieszanki polimerów o zwiększonej odporności na promieniowanie UV i działanie węglowodorów, zapewniające trwałość w trudnych warunkach drogowych.
Wynik: Niezawodne działanie w wymagających warunkach
Produktem końcowym jest w pełni autonomiczny znacznik drogowy:
- poprawia bezpieczeństwo na drodze dzięki dobrze widocznym, dynamicznym sygnałom LED,
- obsługuje integrację z infrastrukturą ITS poprzez bezprzewodową komunikację ISM,
- spełnia wysokie standardy wytrzymałości mechanicznej i odporności chemicznej,
- wymaga minimalnej konserwacji, oferując opłacalne rozwiązanie długoterminowe.
Podsumowanie
Projekt ten pokazuje, w jaki sposób zaawansowana elektronika, symulacje inżynieryjne i materiałoznawstwo mogą połączyć się w celu dostarczenia rozwiązania, które zwiększa bezpieczeństwo na drodze, a jednocześnie jest solidne i energooszczędne. Nasz zasilany energią słoneczną znacznik drogowy LED to coś więcej niż tylko światło – to przemyślane urządzenie, które łączy w sobie trwałość, inteligentną komunikację i zrównoważony rozwój.
Opublikowano:
10 stycznia 2020 r.
Kategoria:
Projektowanie / rozwój
Klient:
OEM