发布时间:2024-04-21文章来源:jjb测速
白天光伏电池向蓄电池充电,晚上蓄电池提供电力供路灯照明。所以蓄电池将构成一个充放电循环。太阳能路灯照明控制电路包括光伏电池、蓄电池、路灯和控制器四部分。
1、设计中采用AT89S52单片机,并将其作为智能核心模块。外围电路最重要的包含太阳能电池电压采样模块、蓄电池电压采样模块、键盘电路模块、LED显示模块、充放电控制模块等。
3、太阳能路灯控制器选择ATMEL公司的8位单片机AT89S52为核心的智能控制模块,在整体上具有低功耗、性能高的特点。
2、系统正常工作电压为5V,系统采用12V/24V的铅酸蓄电池供电,蓄电池电压不稳定,所以要对电源进行稳压。本系统采用LM7805三端稳压器,其输入电压在5~24V时均能够保证输出为稳定的+5V。LM7805组成稳压电源只需要很少的外围元件,用起来十分便捷,工作稳定可靠J。
3.1、太阳能路灯控制器要对蓄电池充放电做到合理控制,即需对蓄电池、太阳能电池板电压进行采样。为此,AT89S52单片机就要外接A/D转换模块,把电压转换为数字信号,系统选用v/F转换芯片LM331组成数模转换电路J。
3.2、在系统采样设计中,为避免因为外部因素导致AT89S52程序跑飞或死机,提高系统稳定性,在LM331与单片机之间还需增加单通道的高速光电隔离器6n137J。下图为太阳能电池板采样电路图。系统蓄电池采样和太阳能电池板采样电路相同。
5.1、单片机经由检测电路检测太阳能发电板所发出来的电压,并由1组A/DCl的转换值来判断是否已天黑。
5.2、当光线充足时,将太阳能发电板所发出的电送至定电压电路,此时,单片机也会由其A/DC1转换值来监控充电电池的电量,并以绿色、黄色与红色的LED来表示充电电池的电量。单片机以定电压的方式来对充电电池充电,只要定电压电路的最大输出电压值依充电电池的规格来设定,就不会发生电池过充而损坏的情形。
5.3、当光线不足(天黑)时,单片机经由A/DC1的转换值检测到太阳能发电板发出的电压已接近于零,此时,单片机会依此A/DC1转换后数值来判断是否点亮LED灯,当此A/DC1转换后的值低于某一临界值时,该值越小,则单片机会输出一脉宽越宽的PWM信号,使LED灯的亮度越亮。
5.4、如果仅靠太阳能电池来对充电电池充电,其充电量可能不足以提供LED灯点亮一整晚。所以我们预计入夜后,此太阳能灯约只点亮6h,此时大约已过深夜12点。
5.5、另外,我们再加入光敏电阻与人体红外线检测器,当太阳能灯点亮6h而熄灭后,如果光敏电阻检测到有车辆驶近,或者人体红外线检测器侦测到有人靠近时,则LED灯会再点亮数分钟,以作照明之用。如此,仅靠太阳能电池的充电量应足以供此LED灯使用。
7、设计中,HT7544是1只4.4V的稳压块,把HT7544的GND脚接地,其输入脚(in)输入的电压大于4.4V,其输出脚(out)会固定输出4.4V的电压。因为HT7544的输出脚(out)电压~LGND大于4-4V,所以流过电阻Rl的电流为
8、在本设计中,单片机HT46R23需要的5v稳压电源通过集成稳压块HT7551来供给。HT7551的GND脚接地,其输人脚(in)输入大于5V的电压时,输出脚(out)会固定输出5V的电压。两只10k1)的电阻R3与R4作分压电路,其分压后之电压流人单片机HT46R23的A/DC2转换接脚(PB2),以供单片机检测充电电池的电压。
10.1、由上图可知,太阳能发电板所发出来的电压通过电阻R5与R6的分压电路取出。因为,使用的太阳能发电板的工作电压为7.5v,而单片机A/DCl转换的类比输入电压最大为5v,使用两只10kQ的电阻R5与R6来作分压电路,使流入单片机A/DC1转换(PB1)的电压为太阳能发电板所输出电压的一半。
10.2、当A/DC1转换后的数字值小于某1个临界值时,单片机会输出一数字信号c,该信号打开电源控制电路,使电池的电能流人驱动电路中。同时,输出PWM的信号以点亮LED灯。A/Dc1转换后的数字值越小,单片机输出PWM的脉波宽度越宽。
检测电路如下图所示。光敏电阻(Cds)与人体红外线传感器(GDS),分别检测车辆灯光与人体的红外线、上图的最左边是光敏电阻,为检测车灯的电路。光敏电阻受光越强,其电阻值越小。在夜晚时,光敏电阻的电阻值变大,单片机HT46R23的PB0所检测到的电压值较小;当车灯照射到光敏电阻时,光敏电阻的电阻值就会变小,单片机之PB0检测到的电压值就会比较大。
12.2、因此在夜晚,当单片机的PB0所检测到的电压值大于某临界值时,即表示有车辆接近,则单片机将点亮LED灯。
12.3、图中的人体红外线传感器的检测电路是当有人进入检验测试范围时,人体红外线个小脉波,因为此小脉波的功率很小,需要经过几次放大器(LM324)的放大,其信号才能够有效地被单片机接收,所以平时无人进人人体红外线检测器的检验测试范围时,此电路的输出为低电位;当单片机的PC0收到高电位时,表示有人进人人体红外线传感器的检验测试范围,单片机将点亮LED照明灯。
(4)以不透光物质遮蔽太阳能发电板,以模拟人夜的情形。当单片机的PB1所检测到的太阳能发电板的输出电压值小于某一临界值时,表示天色已暗。此时,单片机会输出一高电位给控制信号c,以打开电源控制电路,使电池的电能流人LED驱动电路中。同时,单片机会输出FWM信号以点亮LED灯。6h的时间比较久,此时让LED灯持续点亮1min,以模拟点亮6h,6h后应已过深夜,人车已少,所以熄灭LED灯。
(5)当已过6h而LED灯熄灭后,如果有人车接近,则装在PB0的光敏电阻或装在PCO的人体红外线检测器应会感应到车灯或人体所发出来的红外线。此时,单片机会再点亮LED灯约30S,以作警示或照明之用。此情形直到单片机的PB1所检测到的太阳能发电板所输出的电压值大于某1个临界值时,表示天色已亮,程式再回到开始的状态。
接线、 先接蓄电池的连接线、 再接蓄电池到控制器的线、 再接太阳能板到控制器的线、 最后接负载到控制器的线、 负载为低压钠灯时,在做灯具的时候应先把整流器的输出端接光源的两端的线先连接好(低压钠灯光源无正负极可任意连接)。把整流器的输入端连接两根足够长的线(要能区分正负极)。在最后接负载到控制器的接线时注意正负极不能接反。