CN108093531A - 随环境亮度变化的led交通信号灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种随环境亮度变化的LED交通信号灯，其特征包括12V直流电源、光电信号检测与电平转换电路、单向可控硅触发与控制电路、发光二极管负载回路。使用LED发光二极管制作的交通信号灯，在白天时LED发光二极管发出的光显得不够亮，而到了夜晚其发出的光又显得特别太明亮、太晃眼刺眼。根据LED交通信号灯普遍存在的这种现象，本发明的电路采取光敏方式控制，它能根据环境光线的照度，自动调节LED发光二极管发光亮度。在白天环境光线充足时能自动增加发光亮度，当环境光线的照度较弱或天黑时，LED发光二极管能自动降低发光亮度。若遇到阴雨天或雾霾天，或是起雾天等天气时，它能自动调节LED交通信号灯的发光亮度。

Description

随环境亮度变化的LED交通信号灯
技术领域
本发明属于自动化控制技术领域，涉及一种随环境亮度变化的LED交通信号灯。
背景技术
现在城市道路交通信号灯多数使用性能可靠、节能的LED发光二极管。使用LED发光二极管制作的交通信号灯，其发光的亮度无论白天还是夜晚均是稳定不变的。在白天时LED发光二极管发出的光显得不够亮，而到了夜晚其发出的光又显得特别太明亮、太晃眼刺眼，如何解决普遍存在的这种现象呢？
本发明所述的随环境亮度变化的LED交通信号灯，其电路采取光敏方式控制，这种交通信号灯根据环境光线的照度，自动调节LED发光二极管的发光亮度。在白天环境光线充足时能自动增加发光亮度，当环境光线的照度较弱或天黑时，LED发光二极管自动降低发光亮度。若遇到阴雨天或雾霾天，或是起雾天等天气时，它能自动调节LED交通信号灯的发光亮度，从而实现了LED交通信号灯能更好地指挥道路交通的目的。
以下详细说明本发明所述的随环境亮度变化的LED交通信号灯在实施过程中所涉及的必要的、关键性技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：使用LED发光二极管制作的交通信号灯，在白天时LED发光二极管发出的光显得不够亮，而到了夜晚其发出的光又显得特别太明亮、太晃眼刺眼。根据LED交通信号灯普遍存在的这种现象呢，本发明所述的随环境亮度变化的LED交通信号灯，其电路采取光敏方式控制，这种交通信号灯能根据环境光线的照度，自动调节LED发光二极管发光亮度。在白天环境光线充足时能自动增加发光亮度，当环境光线的照度较弱或天黑时，LED发光二极管能自动降低发光亮度。若遇到阴雨天或雾霾天，或是起雾天等天气时，它能自动调节LED交通信号灯的发光亮度，从而实现了LED交通信号灯能更好地指挥道路交通的目的。
电路工作原理：随环境亮度变化的LED交通信号灯在白天工作时，由于光敏电阻RG受到自然光的照射呈现低阻值，NPN型三极管VT1的基极获得较高电位，使其得到较高偏置电压，NPN型三极管VT1处于完全导通状态，因单向可控硅SCR的控制极得到电压较高而导通，使高亮红色发光二极管LED1～LED45得到全部工作电压。
当天黑后,因光敏电阻RG无光照呈现高阻值，NPN型三极管VT1得到的正向偏置电压偏低而使其表现部分导通，单向可控硅SCR的控制极只能得到部分正向触发电压而部分导通，进而使高亮红色发光二极管LED1～LED45发光亮度变低。
在环境光线不同的情况下，光敏电阻RG的阻值随之变化，NPN型三极管VT1表现为导通或半导通或截止也随之连续变化，单向可控硅SCR的控制极得到的触发电压也随着变化，则单向可控硅SCR导通角也同样发生变化，从而导致高亮红色发光二极管LED1～LED12的发光亮度也发生同步改变。
绿色信号灯和黄色信号灯的电路工作原理和工作过程同上所述。
技术特征：随环境亮度变化的LED交通信号灯，它包括12V直流电源、光电信号检测与电平转换电路、单向可控硅触发与控制电路、发光二极管负载回路，其特征在于：
光电信号检测与与电平转换电路：它由电阻R1、光敏电阻RG、线性电位器RP、电阻R2、电阻R3、NPN型三极管VT1和电阻R4组成，电阻R1的一端接接电路正极VCC，电阻R1的另一端接光敏电阻RG的一端和线性电位器RP的一端及其活动端，光敏电阻RG的另一端和线性电位器RP的另一端接电阻R2的一端和电阻R3的一端，电阻R2的另一端接电路地GND，电阻R3的另一端接NPN型三极管VT1的基极，NPN型三极管VT1的集电极接电路正极VCC，NPN型三极管VT1的发射极通过电阻R4接电路地GND；
单向可控硅触发与控制电路：它由开关二极管D1、单向可控硅SCR组成，开关二极管D1的正极接NPN型三极管VT1的发射极，开关二极管D1的负极接单向可控硅SCR的控制极，单向可控硅SCR的阴极接电路地GND，单向可控硅SCR的阳极接发光二极管负载回路；
发光二极管负载回路：它由高亮红色发光二极管LED1～LED45组成，高亮红色发光二极管LED5的负极和高亮红色发光二极管LED10的负极……高亮红色发光二极管LED40的负极和高亮红色发光二极管LED45的负极接单向可控硅SCR的阳极，高亮红色发光二极管LED1～LED5相互串联、高亮红色发光二极管LED6～LED10相互串联……高亮红色发光二极管LED35～LED40相互串联、高亮红色发光二极管LED41～LED45相互串联，高亮红色发光二极管LED1的正极和高亮红色发光二极管LED6的正极……高亮红色发光二极管LED36的正极和高亮红色发光二极管LED41的正极接电路正极VCC；
12V直流电源的正极与电路正极VCC相连，12V直流电源的负极与电路地GND相连。
附图说明
附图1是本发明提供的随环境亮度变化的LED交通信号灯电路一个实施例电路工作原理图。
具体实施方式
按照附图1所示的随环境亮度变化的LED交通信号灯电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述(以红色信号灯为例)。
元器件的技术参数及选择要求
RG为光敏电阻，选用的型号为MG45，要求亮阻不大于6KΩ，暗阻不小于1MΩ；
VT1为NPN型三极管，选用的型号为2SC9013，要求β≥160；
D1为开关二极管，选用的型号为1N4148；
SCR为单向可控硅，可采用2A/50V的任选型号的单向可控硅；
RP为线性电位器，选用的阻值为33KΩ；
R1～R4选用1/2W金属膜电阻，阻值分别为100KΩ、10KΩ、56KΩ、2KΩ；
LED1～LED45为高亮红色发光二极管，选用45只￠8高亮红色发光二极管；
选用45只￠8高亮绿色发光二极管；选用45只￠8高亮黄色发光二极管；
DC为12V直流电源，建议使用输出电流≥4A的12V直流稳压电源。
电路制作要点及电路调试
因随环境亮度变化的LED交通信号灯的电路结构比较简单，一般情况下只要选用的电子元器件性能完好，并按照说明书附图1中的元器件连接关系进行焊接，物理连接线及焊接质量经过仔细检查正确无误后，本发明的电路只需要进行简单地调试即可正常工作；
光敏电阻RG密封置于塑料盒内，要求光敏电阻RG的开孔处为太阳光照射不到的位置，同时要求月光也照不到的位置；
接上12V直流电源，缓慢调节线性电位器RP，使得在白天(晴天)高亮红色发光二极管LED1～LED45的发光亮度达到100％，夜晚高亮红色发光二极管LED1～LED45的发光亮度大约达到65％～70％即可；
若高亮红色发光二极管发光亮度的变化规律达不到要求，可适当反复调整电阻R1或电阻R2的阻值。
本发明的电路结构设计、元器件布局，以及它的结构特征、外观形状及尺寸大小等均不是本发明的关键技术，也不是本发明要求保护的关键性技术内容，因不影响本发明具体实施过程和发明目的的实现，故不在说明书中逐一说明。

Claims (1)

1.一种随环境亮度变化的LED交通信号灯，它包括12V直流电源、光电信号检测与电平转换电路、单向可控硅触发与控制电路、发光二极管负载回路，其特征在于：
所述的光电信号检测与与电平转换电路由电阻R1、光敏电阻RG、线性电位器RP、电阻R2、电阻R3、NPN型三极管VT1和电阻R4组成，电阻R1的一端接接电路正极VCC，电阻R1的另一端接光敏电阻RG的一端和线性电位器RP的一端及其活动端，光敏电阻RG的另一端和线性电位器RP的另一端接电阻R2的一端和电阻R3的一端，电阻R2的另一端接电路地GND，电阻R3的另一端接NPN型三极管VT1的基极，NPN型三极管VT1的集电极接电路正极VCC，NPN型三极管VT1的发射极通过电阻R4接电路地GND；
所述的单向可控硅触发与控制电路由开关二极管D1、单向可控硅SCR组成，开关二极管D1的正极接NPN型三极管VT1的发射极，开关二极管D1的负极接单向可控硅SCR的控制极，单向可控硅SCR的阴极接电路地GND，单向可控硅SCR的阳极接发光二极管负载回路；
所述的发光二极管负载回路由高亮红色发光二极管LED1～LED45组成，高亮红色发光二极管LED5的负极和高亮红色发光二极管LED10的负极……高亮红色发光二极管LED40的负极和高亮红色发光二极管LED45的负极接单向可控硅SCR的阳极，高亮红色发光二极管LED1～LED5相互串联、高亮红色发光二极管LED6～LED10相互串联……高亮红色发光二极管LED35～LED40相互串联、高亮红色发光二极管LED41～LED45相互串联，高亮红色发光二极管LED1的正极和高亮红色发光二极管LED6的正极……高亮红色发光二极管LED36的正极和高亮红色发光二极管LED41的正极接电路正极VCC；
所述的12V直流电源的正极与电路正极VCC相连，12V直流电源的负极与电路地GND相连。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109523809A (zh) * 2018-11-20 2019-03-26 海南大学 空中移动显示综合平台
CN112907998A (zh) * 2019-11-19 2021-06-04 云南金隆伟业电子有限公司 一种闪光感应瞬变亮度交通信号灯
CN112950967A (zh) * 2019-11-26 2021-06-11 云南金隆伟业电子有限公司 一种具备感光和亮度可控的道路交通信号灯灯盘

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