太陽能路燈控制系統設計論文(路燈節能控制系統設計畢業論文)
太陽能路燈控制器電路圖1.工作原理電路原理見圖1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U4A~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組成的開燈檢測控制電路、以U2組成的開燈及延時熄燈及二次開燈定時控制電路,以及以控制三極管Q2驅動繼電器組成的輸出控制電路等組成。現分別介紹如下。(1)過充電、過放電檢測保護部分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的負極接12V蓄電池的正極,即CZ1的③腳。控制器在初始上電時,由于C4的作用使U5②腳為低電平,③腳輸出高電平,Q7導通;Q8截止,允許太陽能電池給蓄電池充電。當蓄電池所充的電壓小于14.4V時,由R13、(R38十R39)組成的串聯分壓電路送至U5②、⑥電壓低于2/3U5的供電電壓時,即小于6V,電路維持充電狀態;隨著充電時間的延長,蓄電池電壓逐漸升高,當U5②、⑥的電壓高于2/3U5供電電壓時,U5③腳輸出低電平,Q7截止、Q8導通,給太陽能電池板泄放電流,停止對蓄電池充電。在U5③腳輸出低電平的狀態下,其⑦腳導通,相當于將1140并入電路中。此時電路的分壓比為:R38+R39//R40/IRl3+(R38+R39)//R40,不難算出,當蓄電池電壓低于設定值13V時.電路狀態再次翻轉,U5③腳輸出高電平,允許蓄電池充電。(2)開燈檢測方法與控制太陽能電池板是一個很好的光敏元件,其輸出電流、電壓能隨著接受光的強度和照度變化而變化,本控制器就是利用這一原理實現開、關燈控制的。太陽能電池板PVin輸入電壓經R5、R6串聯分壓后;加至運放U1A②腳,其③腳接于R9、R8+VR1的分壓點上。在白天,太陽能電池板在陽光的照射下輸出電壓很高,其經R5、R6分壓后使運放U1A②腳電壓高于③腳,U1A①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。UlA②腳的電壓也同步降低,當U1A②腳電壓低于③腳時,比較器翻轉,U1A①腳輸出高電平,Q1導通,定時電路U2得電工作,Q2導通、JDQ1吸合點亮路燈。圖中VR1為路燈開燈時刻設置調節電位器,調節VRl可設置不同時刻點亮路燈。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致U1A②腳輸入電壓過高而損壞。C1為儲能電容,作用是防止U1A②腳電壓瞬時突變誤點亮路燈。R14為反饋電阻.其作用是使U1A成為一個遲滯比較器.防止和避免U1A在開燈點附近振蕩而反復開、關路燈。(3)路燈延時電路點亮、熄滅控制電路延時控制電路選用CD4541BE可編程定時控制芯片,它功耗低、內置可編程分頻器電路,最大分頻級數為65536級。本控制器設計定時開燈和定時關燈時間調節范圍是:2.093小時-11.93小時.分別由V:R2和VR3控制調節。(4)蓄電池停止放電優先控制電路若在路燈欲點亮或已點亮時,蓄電池電壓已經低于其允許終止放電值時,Q4導通.此時無論U1A輸出高電平與否,均會使Q1截止,從而保護蓄電池避免過放電損壞。(5)電池電壓指示電路為了讓現場看管、維護人員及時了解、掌握蓄電池的狀態,本控制器設有LED電池電壓指示裝置,通過LLED點亮的數量指示蓄電池電壓的高低。2.電路調試制作中發現。NE555時基電路的實際狀態轉換點,即1/3V(:C與2/3VCC狀態的翻轉跳變點并不是嚴格遵循理論值。通過調節電阻R13可實現14.4V的過充電控制。將R13由設計的100kΩ換為120kΩ即可達到實際要求。同理,通過調節VR4可校準蓄電池指示電壓。二、用PIC12F675單片機制作的太陽能路燈控制器圖2是用:PIC12F675單片機制作的太陽能路燈控制器電路。PIC12F675是8引腳單片機,具有6個I/0口,自帶內部RC振蕩器(振蕩頻率為4MHz)、4路10位A/D轉換器、一路比較器,該控制器性能穩定、可靠,耗電低。1.工作原理PIC12F675控制蓄電池的過充電、過放電,開、關路燈功能,定時點亮、天黑自動點亮、延時點亮、自動跟蹤點亮等功能,路燈點亮測試控制功能,LED指示功能等。由蓄電池BTl、蓄電池過充電控制執行場效應管01、三端穩壓器U1組成電源供電系統;Q2、Q4.組成放電控制;K1手動,R_GM1光控自動開燈系統,蓄電池分壓電阻,發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.經防反充二極管D1后分成兩路,一路經U1LM78L05穩壓后,為PIC12F675單片機提供工作電源,另一路經FB保險絲給蓄電池充電。單片機上電后,首先由Rf、Cf組成的硬件電路進行復位.然后由軟件控制U2③腳GP4輸出高電平,讓Q4導通、Q2截止,控制系統停止放電,再檢測U2⑦腳GP0上的分壓值,通過內部A/D轉換及軟件運算間接檢測、判斷蓄電池是否欠壓、過壓.若蓄電池發生過充電,則通過軟件控制U2②腳GP5輸出高電平,使Q1導通.短路太陽能電池板、停止向蓄電池充電,同時點亮“過充電”指示燈LED2;若未發生過充電,則U2②腳GP5輸出低電平,允許蓄電池充電。通過檢測U2⑥腳GP1所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值,判斷是否已經“天黑,到了開路燈時間”,若到了預設的開燈點,則由軟件控制u2③腳GP4輸出低電平,使Q4截止、02導通,點亮路燈。若不到開燈點,則程序返回,循環檢測上述諸參數。K1是手動開燈按鈕。按下K1,路燈點亮。單片機通過檢測光敏電阻R_GM1上的分壓值,判斷是否“天黑”,若是天黑.則按設計要求點亮路燈,若否,單片機進入路燈控制器“測試”功能:2分鐘后路燈自動熄滅。2.說明由于單片機程序設計十分靈活,故這里用“開燈點”作為開燈標記符,這個點可以是時間。也可以是天黑的“程度”。若定義的是時間,可以讓路燈從此時開始計時,點亮若干小時后熄滅;若是天黑的程度,可以讓路燈到了此天黑程度后開始點亮。此后既可計時熄滅,也可判別天亮后熄滅。一切由軟件設計人員抉擇。
看《新型太陽能路燈控制器設計與實現》這篇碩士論文就夠了,講的很詳細,主電路很全,只是程序只給出一半,另一半我也愁呢
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