51的太陽能LED路燈的設(shè)計與實現(xiàn)

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 的太陽能LED路燈的設(shè)計與實現(xiàn) 隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，世界能源危機(jī)日益嚴(yán)重，利用常規(guī)能源已不能適應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)快速增長的需要，開發(fā)和利用新能源越來越引起各國的重視。太陽能作為一種“取之不盡，用之不竭”安全可靠、無噪聲、無污染和可再生的能源越來越受到重視。 加之現(xiàn)今光伏技術(shù)的逐漸成熟，利用光伏發(fā)電成為解決能源問題的一大途經(jīng)。隨著可持續(xù)發(fā)展的不斷深入，人們在積極開發(fā)各類可再生新能源的同時也在倡導(dǎo)節(jié)能減排的綠色環(huán)保技術(shù)而在照明領(lǐng)域，壽命長節(jié)能安全綠色環(huán)保色彩豐富微型化的LED固態(tài)照明也已被公認(rèn)為世界一種節(jié)能環(huán)保的重要途徑，太陽能LED路燈同時整合了這兩者的優(yōu)勢。 1 系

2、統(tǒng)的整體方案設(shè)計 本論文主要研究方向是太陽能LED路燈的研究，其部件為蓄電池控制器和路燈控制器。蓄電池控制器是控制太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給負(fù)載供電的自動控制設(shè)備，能自動防止蓄電池過充電和過放電，有效的保護(hù)蓄電池，延長使用年限。路燈控制器是整個系統(tǒng)的部分，能夠按照需求對路燈的亮滅狀態(tài)開展自動控制，采用光線控制、紅外控制及定時控制相結(jié)合的方式實現(xiàn)管理。 1.1 系統(tǒng)的整體構(gòu)造 系統(tǒng)由太陽能電池組件部分、LED光源、蓄電池控制器、路燈控制器、蓄電池、紅外傳感器、光線傳感器等幾部分構(gòu)成。太陽能電池板的設(shè)計對系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計非常有利。 1.2 系統(tǒng)的功能目標(biāo) 1)白天太陽能電池給蓄電池充電，

3、夜晚蓄電池自動供電照明。 2)對LED照明的光強(qiáng)開展控制，聲、光控電路可以根據(jù)不同外界條件控制照明。 3)可通過手持遙控器控制路燈，并且能夠獲取路燈狀態(tài)信息，完成故障檢測。 4)能夠顯示并設(shè)置系統(tǒng)的供電時間。 2 硬件的整體設(shè)計 太陽能LED能路燈系統(tǒng)由太陽能電池板、蓄電池控制器、蓄電池、路燈控制器、顯示器等部分組成。由太陽能電池板采集太陽光能轉(zhuǎn)換為電能通過蓄電池控制器儲存到蓄電池中，蓄電池控制器對蓄電池開展監(jiān)控，防止蓄電池過充和過放。路燈控制器由AT89S52主控電路、紅外檢測電路、光線檢測電路、按鍵、DS1302時鐘電路、LED恒流源驅(qū)動電路、LCD12864顯示電路等組成。 2.1 紅外

4、檢測電路 紅外檢測電路以LM339為元件，用紅外對管檢測物體狀態(tài)，用電位器調(diào)節(jié)紅外對管檢測物體的靈敏度。紅外發(fā)射管發(fā)出一定頻率的紅外線，當(dāng)檢測方向遇到障礙物時，紅外反射回來被接收管接收，經(jīng)過LM339比較器處理后輸出一個低電位信號到單片機(jī);當(dāng)檢測方向沒有障礙物時，輸出一個高電位信號到單片機(jī)。 2.2 LED恒流源驅(qū)動及調(diào)光電路 LED恒流源驅(qū)動電路采用連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源驅(qū)動器PT4115，采用高端電流采樣設(shè)置LED平均電流，通過DIM引腳可以承受模擬調(diào)光和很寬范圍的PWM調(diào)光。當(dāng)DIM的電壓低于0.3 V時，率開關(guān)關(guān)斷，PT4115進(jìn)入極低工作電流的待機(jī)狀態(tài)。DIM端連接單片機(jī)P

5、3.2腳，對路燈的開關(guān)和亮度開展控制。 3 軟件設(shè)計 本系統(tǒng)軟件采用模塊化程序設(shè)計的方法，主要由主控制程序、開機(jī)界面子程序、鍵盤服務(wù)子程序、定時子程序、光控開關(guān)燈子程序等部分組成。 軟件的主要設(shè)計思想是：根據(jù)時間來選擇模式，系統(tǒng)有時鐘信息，判斷白天和黑夜，白天用光控模式，根據(jù)外界光線明暗來控制路燈，只有在白天光線很暗時開啟路燈。晚上用自動調(diào)節(jié)模式，能根據(jù)交通情況來自動開啟路燈(燈始終隨著人的移動來方向來開啟，經(jīng)過的地方路燈及時關(guān)閉)。分別設(shè)定燈的開啟和關(guān)閉時間。時間設(shè)定的優(yōu)先級，只要時間在設(shè)定范圍內(nèi)，路燈一直亮，范圍外按白天光控模式，晚上自動調(diào)節(jié)模式控制。工作時，可以顯示系統(tǒng)時間，每個燈的定時

6、時間，燈的亮滅狀態(tài)，工作模式。在工作界面按確認(rèn)鍵可以進(jìn)入菜單來設(shè)置參數(shù)。 4 系統(tǒng)測試 通過對蓄電池控制器各項參數(shù)的調(diào)整，以下是模擬充電得到的參數(shù)：當(dāng)模擬蓄電池的電壓低于10.8 V，蓄電池停止對負(fù)載供電，同時黃燈亮;當(dāng)模擬蓄電池的電壓在1114.4 V之間，對蓄電池充電，同時紅、綠燈亮;當(dāng)模擬蓄電池的電壓高于14.4 V，停止對蓄電池充電，同時綠燈亮。 5 結(jié)論 蓄電池控制器是系統(tǒng)的部件之一，針對蓄電池充電的特殊要求，本文巧妙地采用對蓄電池電壓開展采樣，和基準(zhǔn)電壓開展比較，自動對充放電狀態(tài)控制，省卻了專用的充電管理芯片高昂的費(fèi)用，降低成本。由路燈控制器有單片機(jī)控制，根據(jù)環(huán)境明暗程度、開關(guān)燈時間、過往行人情況綜合處理，控制LED路燈的亮滅方式，開展優(yōu)化管理，節(jié)省能源，使系統(tǒng)能穩(wěn)