太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體的說(shuō)是一種太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，能夠提高太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率，并可以延長(zhǎng)免維護(hù)蓄電池的壽命和降低LED照明路燈的損壞率。太陽(yáng)能電池板能夠在太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的控制下跟蹤太陽(yáng)方位并將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的三級(jí)充電。免維護(hù)蓄電池儲(chǔ)存電量，為L(zhǎng)ED照明路燈和單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)供電。在LED燈驅(qū)動(dòng)電路的控制下，LED照明路燈采用恒流供電。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)為控制核心，可以同時(shí)控制太陽(yáng)能電池板和免維護(hù)蓄電池，并能夠通過(guò)蓄電池控制電路和LED電壓檢測(cè)電路檢測(cè)免維護(hù)蓄電池和LED照明路燈的好壞。
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體的說(shuō)是一種太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)能源日趨緊張的今天，綠色能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用顯得非常重要。在綠色能源中，太陽(yáng)能資源取之不盡，用之不竭且清潔安全，是最理想的可再生資源。太陽(yáng)能在路燈照明方面的應(yīng)用方興未艾，如何提高太陽(yáng)能路燈的壽命和效率，關(guān)系到能否將其快速推廣應(yīng)用，而提高太陽(yáng)能路燈的壽命和效率的關(guān)鍵是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，能夠提高太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率，并可以延長(zhǎng)蓄電池的壽命和降低LED照明路燈的損壞率。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型一種太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，包括主電路和控制電路，主電路由太陽(yáng)能電池板、蓄電池自動(dòng)充電器、免維護(hù)蓄電池、LED燈驅(qū)動(dòng)電路和LED照明路燈組成；控制電路由太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)、蓄電池控制電路、按鍵顯示和LED電壓檢測(cè)電路組成。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、太陽(yáng)能電池板和蓄電池自動(dòng)充電器組成太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤單閉環(huán)控。跟蹤太陽(yáng)方位而轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)能電池板將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器給免維護(hù)蓄電池充電。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的充電電流的大小，進(jìn)行綜合分析，并通過(guò)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)動(dòng)控制和閉環(huán)控制。免維護(hù)蓄電池將電能儲(chǔ)存作為L(zhǎng)ED照明路燈的供電電源，通過(guò)LED燈驅(qū)動(dòng)電路，采用恒流方式驅(qū)動(dòng)LED照明路燈，使其點(diǎn)亮。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)分析檢測(cè)到的免維護(hù)蓄電池的狀態(tài)和天氣情況，綜合判斷是否需要運(yùn)行太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，若需要，則單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池板作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以獲得最大的充電電流。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的三級(jí)充電，即涓流充電、恒流充電和恒壓浮充。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)蓄電池控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的管理，主要包括對(duì)其好壞的檢測(cè)，在線實(shí)時(shí)對(duì)其充電電壓值和放電電壓值的檢測(cè)，其充電電流大小則通過(guò)霍爾傳感器進(jìn)行檢測(cè)?；魻杺鞲衅鲗z測(cè)到的免維護(hù)蓄電池充電電流值送入單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，作為免維護(hù)蓄電池充電電流的反饋信號(hào)，構(gòu)成一個(gè)免維護(hù)蓄電池充電閉合回路，在線實(shí)時(shí)判斷免維護(hù)蓄電池容量。按鍵顯示主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，如對(duì)單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定和信息顯示。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)LED電壓檢測(cè)電路檢測(cè)LED照明路燈中支路電壓值，并根據(jù)檢測(cè)電壓值判斷LED照明路燈的好壞，如發(fā)現(xiàn)有損壞立即報(bào)警通知維修人員進(jìn)行維修。
[0005]本實(shí)用新型太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)的有益效果為:
[0006]a.具有太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤陽(yáng)光，可以提高太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率；
[0007]b.單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的三級(jí)充電，即涓流充電、恒流充電和恒壓浮充，可以延長(zhǎng)蓄電池的壽命；
[0008]c.LED照明路燈采用恒流供電，可以降低LED照明路燈的損壞率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0010]圖1為本實(shí)用新型太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型中太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012]在圖1、2中:本實(shí)用新型涉及一種控制系統(tǒng)，更具體的說(shuō)是一種太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，包括主電路和控制電路，主電路由太陽(yáng)能電池板、蓄電池自動(dòng)充電器、免維護(hù)蓄電池、LED燈驅(qū)動(dòng)電路和LED照明路燈組成；控制電路由太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)、蓄電池控制電路、按鍵顯示和LED電壓檢測(cè)電路組成。太陽(yáng)能電池板能夠在太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的控制下跟蹤太陽(yáng)方位并將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，這樣可以提高太陽(yáng)能電池板的光電轉(zhuǎn)換效率，并通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的三級(jí)充電，延長(zhǎng)免維護(hù)蓄電池的壽命。免維護(hù)蓄電池儲(chǔ)存電量，可同時(shí)為L(zhǎng)ED照明路燈、蓄電池控制電路和單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)供電，使得LED照明路燈、蓄電池控制電路和單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)能夠正常工作。在LED燈驅(qū)動(dòng)電路的控制下，LED照明路燈采用恒流供電，這樣可以降低LED照明路燈的損壞率。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)為控制核心，可以同時(shí)控制太陽(yáng)能電池板和免維護(hù)蓄電池，并能夠通過(guò)蓄電池控制電路和LED電壓檢測(cè)電路檢測(cè)免維護(hù)蓄電池和LED照明路燈的好壞。
[0013]單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、太陽(yáng)能電池板和蓄電池自動(dòng)充電器組成太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤單閉環(huán)控。跟蹤太陽(yáng)方位而轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽(yáng)能電池板將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器給免維護(hù)蓄電池充電。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)根據(jù)檢測(cè)到的充電電流的大小，進(jìn)行綜合分析，并通過(guò)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)動(dòng)控制和閉環(huán)控制。免維護(hù)蓄電池將電能儲(chǔ)存作為L(zhǎng)ED照明路燈的供電電源，通過(guò)LED燈驅(qū)動(dòng)電路，采用恒流方式驅(qū)動(dòng)LED照明路燈，使其點(diǎn)亮。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)分析檢測(cè)到的免維護(hù)蓄電池的狀態(tài)和天氣情況，綜合判斷是否需要運(yùn)行太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，若需要，則單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)能電池板作相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以獲得最大的充電電流。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的三級(jí)充電，即涓流充電、恒流充電和恒壓浮充。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)蓄電池控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的管理，主要包括對(duì)其好壞的檢測(cè)，在線實(shí)時(shí)對(duì)其充電電壓值和放電電壓值的檢測(cè)，其充電電流大小則通過(guò)霍爾傳感器進(jìn)行檢測(cè)?；魻杺鞲衅鲗z測(cè)到的免維護(hù)蓄電池充電電流值送入單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，作為免維護(hù)蓄電池充電電流的反饋信號(hào)，構(gòu)成一個(gè)免維護(hù)蓄電池充電閉合回路，在線實(shí)時(shí)判斷免維護(hù)蓄電池容量。按鍵顯示主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，如對(duì)單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定和信息顯示。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)LED電壓檢測(cè)電路檢測(cè)LED照明路燈中支路電壓值，并根據(jù)檢測(cè)電壓值判斷LED照明路燈的好壞，如發(fā)現(xiàn)有損壞立即報(bào)警通知維修人員進(jìn)行維修。
[0014]免維護(hù)蓄電池作為電能的儲(chǔ)存電源，其工作狀態(tài)比較復(fù)雜，在開(kāi)始充電前，其狀態(tài)可能有3種:當(dāng)天氣正常時(shí)，免維護(hù)蓄電池正常工作，處于正常狀態(tài)；當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)多個(gè)陰天或雨天時(shí)，太陽(yáng)能電池板充電的電能小于LED照明路燈使用的電能，免維護(hù)蓄電池可能出現(xiàn)過(guò)放電狀態(tài)；當(dāng)LED照明路燈損壞或者停止使用時(shí)，免維護(hù)蓄電池由于一直處于浮充狀態(tài)而無(wú)放電，即處于滿容量狀態(tài)。據(jù)此設(shè)計(jì)了免維護(hù)蓄電池自動(dòng)充電方式，根據(jù)蓄電池充電前的不同狀態(tài)采用不同的充電方式，即涓流充電方式、恒流充電方式和恒壓浮充電方式，這樣可以延長(zhǎng)免維護(hù)蓄電池的壽命。
[0015]太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括光電傳感器1、光電傳感器2、電壓比較器、太陽(yáng)能電池板、開(kāi)路電壓檢測(cè)、短路電流檢測(cè)、單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。在太陽(yáng)能電池板兩側(cè)分別安裝光電傳感器I和光電傳感器2，分別用來(lái)測(cè)試太陽(yáng)能電池板兩側(cè)的光線強(qiáng)弱，為太陽(yáng)能電池板的轉(zhuǎn)動(dòng)提供條件。光電傳感器I輸出的信號(hào)和光電傳感器2輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓比較器比較后輸出信號(hào)，提供給單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)。當(dāng)光電傳感器I輸出信號(hào)強(qiáng)度大于光電傳感器2輸出信號(hào)強(qiáng)度時(shí)，電壓比較器輸出高電平信號(hào)，否則輸出低電平信號(hào)。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)短路電流檢測(cè)測(cè)試太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)前后的短路電流，通過(guò)開(kāi)路電壓檢測(cè)測(cè)試太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)前后的開(kāi)路電壓，單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)可以據(jù)此計(jì)算出太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)前后的輸出功率。單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)根據(jù)電壓比較器輸出的信號(hào)的邏輯電平和太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)前后的輸出功率以及免維護(hù)蓄電池的容量綜合分析判斷，確定是否需要太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)。具體判斷如下:單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)若判斷免維護(hù)蓄電池的容量已滿，就不需要太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)工作；單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)若判斷免維護(hù)蓄電池的容量正常或過(guò)放，就需要太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)工作，單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)再根據(jù)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)前后的輸出功率大小和電壓比較器輸出的信號(hào)確定太陽(yáng)能電池板是否繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。若電壓比較器輸出的信號(hào)為低電平信號(hào)，則單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)決定太陽(yáng)能電池板需要轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出控制信號(hào)到電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)光的目的。太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn):系統(tǒng)的抗干擾性能好，如在光電傳感器兩側(cè)出現(xiàn)擾動(dòng)信號(hào)時(shí)，太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)具有正確判別能力；自動(dòng)判別天氣的好和壞，比如是晴天還是陰雨天；能夠根據(jù)免維護(hù)蓄電池的容量，確定太陽(yáng)能電池板是否采用自動(dòng)跟蹤，可以提聞系統(tǒng)的效率。
[0016]當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，包括主電路和控制電路，其特征在于:主電路由太陽(yáng)能電池板、蓄電池自動(dòng)充電器、免維護(hù)蓄電池、LED燈驅(qū)動(dòng)電路和LED照明路燈組成，控制電路由太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)、單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)、蓄電池控制電路、按鍵顯示和LED電壓檢測(cè)電路組成；太陽(yáng)能電池板能夠在太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的控制下跟蹤太陽(yáng)方位并將接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器對(duì)免維護(hù)蓄電池充電；免維護(hù)蓄電池儲(chǔ)存電量，可同時(shí)為L(zhǎng)ED照明路燈、蓄電池控制電路和單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)供電；LED照明路燈通過(guò)LED燈驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)發(fā)光；單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)可以同時(shí)控制太陽(yáng)能電池板和免維護(hù)蓄電池，并能夠通過(guò)蓄電池控制電路和LED電壓檢測(cè)電路檢測(cè)免維護(hù)蓄電池和LED照明路燈的好壞；太陽(yáng)能電池板自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)包括光電傳感器、電壓比較器、開(kāi)路電壓檢測(cè)、短路電流檢測(cè)、單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其中光電傳感器有兩個(gè)，分別安裝在太陽(yáng)能電池板的兩側(cè)，兩個(gè)光電傳感器輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓比較器比較后，由電壓比較器輸出信號(hào)給單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)；單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)可測(cè)試太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)前后的短路電流和太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)前后的開(kāi)路電壓，并最終確定是否需要太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)蓄電池自動(dòng)充電器可實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的三級(jí)充電，即涓流充電、恒流充電和恒壓浮充。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于:所述LED照明路燈在LED燈驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)下，采用恒流供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)蓄電池控制電路實(shí)現(xiàn)對(duì)免維護(hù)蓄電池的管理，主要檢測(cè)充電電壓值和放電電壓值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)STC9058控制系統(tǒng)通過(guò)LED電壓檢測(cè)電路檢測(cè)LED照明路燈中支路電壓值，并根據(jù)檢測(cè)電壓值判斷LED照明路燈的好壞。
【文檔編號(hào)】H05B37/02GK204090251SQ201420576343
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年10月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月4日
【發(fā)明者】黃貴陽(yáng), 馮龍飛, 鄭鵬飛, 徐參與, 王海濤, 張世界, 夏正付 申請(qǐng)人:夏正付