太陽能路燈電路圖(一)
分時(shí)、分壓控制太陽能燈,就是根據(jù)夜晚不同時(shí)間段人們對(duì)光照度的不同要求,以及太陽電池白天吸收能量的大小,控制太陽能燈的輸入功率,達(dá)到用最小成本設(shè)計(jì)出能夠滿足最惡劣氣象條件下人們對(duì)太陽能燈的最基本要求的目的。
該控制電路適合以12只LED為光源的草坪燈。U中包含驅(qū)動(dòng)、光控檢測(cè)、脈寬調(diào)制、電池電壓檢測(cè)等電路。其1腳為使能端,2腳為電源電壓端,4腳為負(fù)載電流調(diào)整口,5腳為開關(guān)口,8腳為接地端,3、6、7均懸空。改變R4的阻值可以改變LED的工作電流,其最大允許電流為500mA,M接地時(shí)電流最小。
J1為太陽電池,J2為電源開關(guān),J3為2節(jié)鎳氫電池。為了降低管壓降,VD1、VD2可采用肖特基二極管。改變R5、R6可調(diào)節(jié)蓄電池的分壓保護(hù)值,改變R1、R2可調(diào)節(jié)分時(shí)值。該電路能在盡可能降低太陽電池成本的基礎(chǔ)上,保證照明時(shí)間,具有很高的性價(jià)比。
太陽能路燈電路圖(二)
PIC 12F675控制蓄電池的過充電、過放電,開、關(guān)路燈功能,定時(shí)點(diǎn)亮、天黑自動(dòng)點(diǎn)亮、延時(shí)點(diǎn)亮、自動(dòng)跟蹤點(diǎn)亮等功能,路燈點(diǎn)亮測(cè)試控制功能,LED指示功能等。
由蓄電池 BTl 、蓄電池過充電控制執(zhí)行場(chǎng)效應(yīng)管 01 、三端穩(wěn)壓器 U1 組成電源供電系統(tǒng); Q2 、 Q4.組成放電控制;K1 手動(dòng), R_GM1 光控自動(dòng)開燈系統(tǒng),蓄電池分壓電阻,發(fā)光指示二極管等部分組成。太陽能電池板電壓由接口J3輸入.經(jīng)防反充二極管 D1 后分成兩路,一路經(jīng) U1 LM 78L 05 穩(wěn)壓后,為 PIC 12F675單片機(jī)提供工作電源,另一路經(jīng) FB 保險(xiǎn)絲給蓄電池充電。單片機(jī)上電后,首先由 Rf 、 Cf組成的硬件電路進(jìn)行復(fù)位.然后由軟件控制U2 ③腳 GP4 輸出高電平,讓 Q4 導(dǎo)通、 Q2 截止,控制系統(tǒng)停止放電,再檢測(cè) U2⑦腳 GP0 上的分壓值,通過內(nèi)部 A/ D 轉(zhuǎn)換及軟件運(yùn)算間接檢測(cè)、判斷蓄電池是否欠壓、過壓.若蓄電池發(fā)生過充電,則通過軟件控制U2 ②腳 GP5 輸出高電平,使 Q1導(dǎo)通.短路太陽能電池板、停止向蓄電池充電,同時(shí)點(diǎn)亮“過充電”指示燈 LED2;若未發(fā)生過充電,則 U2 ②腳 GP5輸出低電平,允許蓄電池充電。通過檢測(cè) U2 ⑥腳 GP1 所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值,判斷是否已經(jīng)“天黑,到了開路燈時(shí)間”,若到了預(yù)設(shè)的開燈點(diǎn),則由軟件控制 u2 ③腳 GP4 輸出低電平,使 Q4截止、02 導(dǎo)通,點(diǎn)亮路燈。若不到開燈點(diǎn),則程序返回,循環(huán)檢測(cè)上述諸參數(shù)。
K1 是手動(dòng)開燈按鈕。按下 K1 ,路燈點(diǎn)亮。單片機(jī)通過檢測(cè)光敏電阻R_GM1上的分壓值,判斷是否“天黑”,若是天黑.則按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)亮路燈,若否,單片機(jī)進(jìn)入路燈控制器“測(cè)試”功能:2分鐘后路燈自動(dòng)熄滅。
太陽能路燈電路圖(三)
電路原理見圖所示。該電路由以U5為核心組成的蓄電池過充電控制電路、以 U 4A ~U4D為核心組成的蓄電池電壓指示電路及顯示電壓按鈕開關(guān) KS1 電路、以 U1B 組成的蓄電池過放電控制電路、以 U1A組成的開燈檢測(cè)控制電路、以 U2 組成的開燈及延時(shí)熄燈及二次開燈定時(shí)控制電路,以及以控制三極管Q2驅(qū)動(dòng)繼電器組成的輸出控制電路等組成?,F(xiàn)分別介紹如下。
太陽能電池組件板或陣列由插口 CZ1 的①腳輸入,加至防反充電二極管 D2 的正極.D2的負(fù)極接 12V 蓄電池的正極,即 CZ1 的③腳??刂破髟诔跏忌想姇r(shí),由于 C4 的作用使 U5②腳為低電平,③腳輸出高電平,Q7 導(dǎo)通; Q8 截止,允許太陽能電池給蓄電池充電。當(dāng)蓄電池所充的電壓小于 14 . 4V 時(shí),由R13 、 (R38 十R39) 組成的串聯(lián)分壓電路送至 U5 ②、⑥電壓低于 2 / 3 U5 的供電電壓時(shí),即小于6V,電路維持充電狀態(tài);隨著充電時(shí)間的延長(zhǎng),蓄電池電壓逐漸升高,當(dāng) U5 ②、⑥的電壓高于 2 / 3 U5 供電電壓時(shí),U5③腳輸出低電平, Q7 截止、 Q8 導(dǎo)通,給太陽能電池板泄放電流,停止對(duì)蓄電池充電。在U5③腳輸出低電平的狀態(tài)下,其⑦腳導(dǎo)通,相當(dāng)于將 1140 并入電路中。此時(shí)電路的分壓比為: R38+ R39/R40/IRl3+(R38+R39)/R40 ,不難算出,當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值13V時(shí).電路狀態(tài)再次翻轉(zhuǎn),U5③腳輸出高電平,允許蓄電池充電。
(2) 開燈檢測(cè)方法與控制
太陽能電池板是一個(gè)很好的光敏元件,其輸出電流、電壓能隨著接受光的強(qiáng)度和照度變化而變化,本控制器就是利用這一原理實(shí)現(xiàn)開、關(guān)燈控制的。太陽能電池板PVin 輸入電壓經(jīng) R5 、 R6 串聯(lián)分壓后;加至運(yùn)放 U 1A ②腳,其③腳接于 R9 、R8+VR1的分壓點(diǎn)上。在白天,太陽能電池板在陽光的照射下輸出電壓很高,其經(jīng) R5 、 R6 分壓后使運(yùn)放 U 1A②腳電壓高于③腳, U 1A①腳輸出低電平, Q1 截止, U2 無供電電壓不工作,Q2截止,繼電器不吸合,系統(tǒng)無輸出電壓,路燈不工作。隨著天色漸黑,太陽能電池板輸出電壓降低。 UlA ②腳的電壓也同步降低,當(dāng) U1A②腳電壓低于③腳時(shí),比較器翻轉(zhuǎn), U 1A ①腳輸出高電平, Q1 導(dǎo)通,定時(shí)電路 U2 得電工作, Q2 導(dǎo)通、JDQ1吸合點(diǎn)亮路燈。圖中 VR1 為路燈開燈時(shí)刻設(shè)置調(diào)節(jié)電位器,調(diào)節(jié) VRl 可設(shè)置不同時(shí)刻點(diǎn)亮路燈。DW1是鉗位二極管,作用是避免白天太陽能電池板接受的電壓過高導(dǎo)致 U 1A ②腳輸入電壓過高而損壞。 C1 為儲(chǔ)能電容,作用是防止 U1A②腳電壓瞬時(shí)突變誤點(diǎn)亮路燈。 R14 為反饋電阻.其作用是使 U 1A 成為一個(gè)遲滯比較器.防止和避免 U1A在開燈點(diǎn)附近振蕩而反復(fù)開、關(guān)路燈。
(3) 路燈延時(shí)電路點(diǎn)亮、熄滅控制電路
延時(shí)控制電路選用 CD4541BE 可編程定時(shí)控制芯片,它功耗低、內(nèi)置可編程分頻器電路,最大分頻級(jí)數(shù)為 65536 級(jí)。
本控制器設(shè)計(jì)定時(shí)開燈和定時(shí)關(guān)燈時(shí)間調(diào)節(jié)范圍是: 2 . 093 小時(shí) -11 . 93 小時(shí).分別由 V : R2 和VR3控制調(diào)節(jié)。
(4) 蓄電池停止放電優(yōu)先控制電路
若在路燈欲點(diǎn)亮或已點(diǎn)亮?xí)r,蓄電池電壓已經(jīng)低于其允許終止放電值時(shí), Q4 導(dǎo)通.此時(shí)無論 U 1A 輸出高電平與否,均會(huì)使Q1截止,從而保護(hù)蓄電池避免過放電損壞。
(5) 電池電壓指示電路
為了讓現(xiàn)場(chǎng)看管、維護(hù)人員及時(shí)了解、掌握蓄電池的狀態(tài),本控制器設(shè)有 LED 電池電壓指示裝置,通過LLED點(diǎn)亮的數(shù)量指示蓄電池電壓的高低。
太陽能路燈電路圖(四)
1、太陽能路燈控制器設(shè)計(jì)
路燈控制系統(tǒng)工作原理:白天光伏電池向蓄電池充電,晚上蓄電池提供電力供路燈照明。所以蓄電池將構(gòu)成一個(gè)充放電循環(huán)。太陽能路燈照明控制電路包括光伏電池、蓄電池、路燈和控制器四部分。設(shè)計(jì)中采用AT89S52單片機(jī),并將其作為智能核心模塊。外圍電路主要包括太陽能電池電壓采樣模塊、蓄電池電壓采樣模塊、鍵盤電路模塊、LED顯示模塊、充放電控制模塊等。圖1是太陽能路燈控制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。
2、單片機(jī)智能控制模塊
太陽能路燈控制器選擇ATMEL公司的8位單片機(jī)AT89S52為核心的智能控制模塊,在整體上具有低功耗、性能高的特點(diǎn)。
2.1、單片機(jī)振蕩電路
單片機(jī)振蕩電路如圖2所示。
2.2、復(fù)位電路
復(fù)位電路如圖3所示,電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,穩(wěn)定可靠。
3、電源電路模塊設(shè)計(jì)
系統(tǒng)正常工作電壓為5V,系統(tǒng)采用12V/24V的鉛酸蓄電池供電,蓄電池電壓不穩(wěn)定,所以需要對(duì)電源進(jìn)行穩(wěn)壓。本系統(tǒng)采用LM7805三端穩(wěn)壓器,其輸入電壓在5~24V時(shí)均可以保證輸出為穩(wěn)定的+5V。LM7805組成穩(wěn)壓電源只需要很少的外圍元件,使用起來非常方便,工作穩(wěn)定可靠J。系統(tǒng)電源電路如圖4所示。
4、采樣模塊設(shè)計(jì)
太陽能電池采樣和蓄電池采樣對(duì)于系統(tǒng)正常運(yùn)行起著非常重要的作用。太陽能路燈控制器要對(duì)蓄電池充放電進(jìn)行合理控制,即需對(duì)蓄電池、太陽能電池板電壓進(jìn)行采樣。為此,AT89S52單片機(jī)就要外接A/D轉(zhuǎn)換模塊,把電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),系統(tǒng)選用v/F轉(zhuǎn)換芯片LM331組成數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。在系統(tǒng)采樣設(shè)計(jì)中,為了防止因?yàn)橥獠恳蛩貙?dǎo)致AT89S52程序跑飛或死機(jī),提高系統(tǒng)穩(wěn)定性,在LM331與單片機(jī)之間還需增加單通道的高速光電隔離器6n137J。圖5為太陽能電池板采樣電路圖。系統(tǒng)蓄電池采樣和太陽能電池板采樣電路相同。
評(píng)論