CN202634766U - 风光互补节能灯 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种风光互补节能灯。解决了现有技术中的路灯不能对照明亮度进行调控的缺陷，包括节能灯具、连接节能灯具的蓄电池及连接蓄电池的太阳能电池和风力发电机，蓄电池与节能灯具之间连接控制器，控制器包括单片机及与单片机相连的调光控制电路和自动环境监测电路；调光控制电路包括计时电路和驱动管，自动环境监测电路包括光敏元件。风力发电机和太阳能电池相互组合形成新型环保的能源，适合在海岛、草原等电力供应缺乏或者电力设施落后的区域使用；由控制器中的调光控制电路对节能灯的亮度进行调节，使得节能灯具有强光照明和弱光照明之分，强光与弱光之间的区分通过计时电路和驱动管来实现。

Description

风光互补节能灯
技术领域
本实用新型涉及一种节能灯，尤其是一种使用双环保能源的风光互补节能灯。
背景技术
电能作为工用和民用一种必要的能源，但是随着地球上能源的使用紧张，尤其是用来发电的煤资源的大量开发和使用，煤资源的储备受到较大的影响，而且煤能源的使用给地球环境也带来较大的环保问题，因此更加环保、更加清洁和储量大的能源成为人们利用的新型能源。
随着技术的进步，太阳能和风能成为储量大比较清洁的替代能源，且在某些领域成为了主要的能源。太阳能和风能的利用，给电能使用带来了福音，一可以节省煤资源的过度使用，使得煤能使用在更加重要的领域，二是太阳能和风能都是更加清洁的能源，不会产生环境污染。
照明灯是人们日常生活中必不可少的用具，而且城市道路也必需要用到照明灯。现在的照明灯都要使用到电能：室内的照明灯使用市电，但是时间不长，而且认为控制；室外的照明灯也使用市电，但是时间较长，而且范围广。相对室内的照明灯，室外的照明灯消耗的电能更多。
如果在海岛城市，受到地理环境的影响，自身的电力供应就受到限制，这些地方尤其需要考虑用其他的能源来替代市电。海岛最大的资源是风能源和海洋能源，当然还有太阳能。海洋能源由于的技术原因，利用的效率较低，因此人们逐渐开发使用太阳能作为照明灯的能源。
中国专利局于2011年11月9日公开了一份CN102235631A号文献，名称为风光互补路灯，包括底座、灯杆、路灯，还包括位于灯杆上的风能发电机和太阳能电池组件、位于底座内的蓄电池和控制器，风能发电机和太阳能电池组件分别与控制器的输入端电连接，路灯与控制器的输出端电连接，控制器与蓄电池电连接，控制器包括蓄电池过充电保护电路、蓄电池过放电保护电路、控制路灯工作的光控电路。但是该路灯只能实现路灯开关，无法对路灯的照明亮度进行调控。
发明内容
本实用新型解决了现有技术中的路灯不能对照明亮度进行调控的缺陷，提供一种风光互补节能灯，通过调光控制电路对节能灯的照明亮度进行调控。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种风光互补节能灯，包括节能灯具、连接节能灯具的蓄电池及连接蓄电池的太阳能电池和风力发电机，蓄电池与节能灯具之间连接控制器，控制器包括单片机及与单片机相连的调光控制电路和自动环境监测电路；调光控制电路包括计时电路和驱动管，自动环境监测电路包括光敏元件。风力发电机和太阳能电池相互组合形成新型环保的能源，适合在海岛、草原等电力供应缺乏或者电力设施落后的区域使用；由太阳能和风能利用两者合并而成，二者优势互补，它以太阳光为主能源，阳光充足时通过太阳能发电，利用锂电池存储技术，将白天的太阳能资源通过太阳能电池转化为电能存储。没有充足的太阳光及夜间，或阴天为弥补太阳光照不足的问题，同时利用风力资源，通过风力发电机将风力转变为电能存储在电池里，如果有3级以上的风力，辅助风力发电机即可工作。晚上利用 mcu控制电路控制路灯自动照明；由控制器中的调光控制电路对节能灯的亮度进行调节，使得节能灯具有强光照明和弱光照明之分，强光与弱光之间的区分通过计时电路和驱动管来实现；强光状态下，照明亮度高，弱光状态下，照明亮度低，强光与弱光之间进行转换，尤其是使用弱光照明，能保护电池和节能灯，延长使用寿命，同时能节省能源，而且也不会对居民休息造成影响；自动环境监测电路主要监测周围环境的亮度，判断是否需要启动节能等进行照明，判断的条件主要是通过光敏元件监测周围的亮度。
作为优选，控制器还包括与单片机相连的定时电路。定时电路主要是对节能灯的开启时间进行定时，按照设定的程序，将节能灯开启的时间定时在下午六点或者五点半或者六点半，根据季节的变换，能适当进行变换。
作为优选，风力发电机与太阳能电池各自串联一个二极管后相并联，并联后与蓄电池相串联。二极管能防止蓄电池反向放电。
作为优选，蓄电池与控制器的单片机之间连接有稳压器。蓄电池的输出经过稳压器提供给单片机工作，保护单片机。
作为优选，所述的单片机采用C8051F300芯片，该芯片的0.5引脚连接驱动管。驱动管可以改变占空比，从而使得节能灯能改变照明亮度，实现强光与弱光之间的调节。
作为优选，蓄电池采用锂电池组，锂电池组连接有电压过充保护电路、电压过放保护电路、电流过流保护电路和短路保护电路。通过各种保护电路课保护锂电池组，延长锂电池组使用寿命，减少故障发生率。
作为优选，单片机连接有编程输入接口。通过编程输入接口可以将新的控制程序输入到单片机，对控制器重新进行设定，比如调整强光工作时间，比如定时时间的设定。
作为优选，风力发电机连接有风页，风页设置在节能灯的顶部，风页的下部固定有太阳能板；控制器设置在节能灯的下部。风力发电机处于顶端，能接收到更大的风力，提高风力发电机的工作效率。
本实用新型的有益效果是：风力发电机和太阳能电池相互组合形成新型环保的能源，适合在海岛、草原等电力供应缺乏或者电力设施落后的区域使用；由控制器中的调光控制电路对节能灯的亮度进行调节，使得节能灯具有强光照明和弱光照明之分，强光与弱光之间的区分通过计时电路和驱动管来实现。
附图说明
图1是本实用新型一种结构示意图；
图2是本实用新型一种原理图；
图3是本实用新型一种电路原理图；
图中：1、风力发电机，2、太阳能电池，3、节能灯具，4、灯杆，5、控制部，6、蓄电池，7、计时电路，8、定时电路，9、单片机，10、稳压器，11、驱动管，12、强光照明模式，13、弱光照明模式，14、节能灯关闭，15、光敏元件，16、测试开关。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：一种风光互补节能灯（参见附图1），灯杆4的顶部位置固定有风力发电机1，风力发电机的下方固定有太阳能电池2，太阳能电池下方固定有节能灯具3，灯杆的底部位置设置有控制部5，控制部内设置有控制器和蓄电池6。
控制器（参见附图3）包括单片机9及与单片机相连的调光控制电路和自动环境监测电路，调光控制电路包括计时电路7、定时电路8和驱动管11，自动环境监测电路包括光敏元件15，此处的光敏元件采用光线传感器。蓄电池与单片机之间连接有稳压器10。单片机采用C8051F300的芯片U1，芯片U1的0.5引脚连接驱动管，芯片U1的P0.1引脚串联有测试开关16。稳压器采用BL8551的芯片U2。单片机连接有编程输入接口XS2。
风力发电机和太阳能电池均串联二极管后相互并联，并联后通过电源开关与蓄电池相串联。风力发电机的功率为5W，风力发电机设计有自动迎风导向器，实现自动迎风工作。太阳能电池采用单晶硅电池，功率为10W，转换效率达15%以上。蓄电池采用12.6V/10AH规格的三串锂电池组，锂电池组连接有电容和电阻组成的电压过充保护电路、电压过放保护电路、电流过流保护电路和短路保护电路。
计时电路设定为5小时，光线传感器将光照信号变成电压信号通过P0.0脚输入到单片机，单片机内部A/D转换器进行数据采集。在天色变暗时，电阻增加，P0.0脚的电压上升，达到设定电压（对应相应光照要求），单片机P0.5脚输出高电平，驱动照明灯工作，此时处于强光照明模式12。5小时后，内部计时电路设定时间到，P0.5脚输出占空比50%PWM控制信号，照明灯以40%的亮度工作，处于弱光照明模式13，此时灯的功率约5W，以节约电能。 当天亮时，外部光照开始增强，达到关灯要求，P0.5脚输出低电平，照明灯关闭14。
按下测试开关16，照明灯亮1分钟，用于测试灯是否工作正常。同时，P0.6脚用于检测蓄电池电压是否过低，如过低，蓄电池将损坏，节能灯需及时关闭，以延长蓄电池寿命。
在白天如果出现恶劣天气，天色较暗，影响行走，单片机也会进行工作，节能灯进行照明。
按照一年四季的季节变换，设定定时电路为每天的下午五点或者五点半或者六点或者六点半，定时电路的定时时间一到单片机进行工作，节能灯开始照明，接着按照计时电路的计时进行强光照明模式向弱光照明模式转换。
以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (8)

1.一种风光互补节能灯，包括节能灯具、连接节能灯具的蓄电池及连接蓄电池的太阳能电池和风力发电机，其特征在于蓄电池与节能灯具之间连接控制器，控制器包括单片机及与单片机相连的调光控制电路和自动环境监测电路；调光控制电路包括计时电路和驱动管，自动环境监测电路包括光敏元件。
2.根据权利要求1所述的风光互补节能灯，其特征在于控制器还包括与单片机相连的定时电路。
3.根据权利要求1所述的风光互补节能灯，其特征在于风力发电机与太阳能电池各自串联一个二极管后相并联，并联后与蓄电池相串联。
4.根据权利要求1所述的风光互补节能灯，其特征在于蓄电池与控制器的单片机之间连接有稳压器。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的风光互补节能灯，其特征在于所述的单片机采用C8051F300芯片，该芯片的0.5引脚连接驱动管。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的风光互补节能灯，其特征在于蓄电池采用锂电池组，锂电池组连接有电压过充保护电路、电压过放保护电路、电流过流保护电路和短路保护电路。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的风光互补节能灯，其特征在于单片机连接有编程输入接口。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的风光互补节能灯，其特征在于风力发电机连接有风页，风页设置在节能灯的顶部，风页的下部固定有太阳能板；控制器设置在节能灯的下部。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103167695A (zh) * 2013-02-27 2013-06-19 徐淞芝 一种智能锂电太阳能路灯***
CN103438395A (zh) * 2013-08-15 2013-12-11 南昌大学 一种室外节能路灯
CN104125691A (zh) * 2014-08-11 2014-10-29 无锡科技职业学院 风光互补照明控制***

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