CN205726591U - 一种基于单片机的太阳能路灯*** - Google Patents

一种基于单片机的太阳能路灯*** Download PDF

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Abstract

一种基于单片机的太阳能路灯***，包括单片机控制模块、稳压模块、电池接反保护模块、蓄电池电压监控模块、太阳能电池光控信号采集模块、太阳能充电控制模块、放电开关电路模块、时间信号采集模块、太阳能光伏板、蓄电池。蓄电池通过蓄电池电压监控模块连接单片机控制模块。太阳能光伏板分别通过太阳能电池光控信号采集模块、太阳能充电控制模块连接单片机控制模块。单片机控制模块通过放电开关电路模块连接恒流模块；单片机控制模块连接时间信号采集模块。本实用新型一种基于单片机的太阳能路灯***，具备电池反接保护、节能环保、工作稳定、安装灵活的优点。

Description

一种基于单片机的太阳能路灯***
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能光伏路灯***，特别是一种基于单片机的太阳能路灯***。
背景技术
太阳能路灯作为一个独立的***，具备工作稳定的能力，在偏远的乡村及不便于布置电力线的道路、海岛、高山及游牧名族尤其适用。太阳能光伏照明***避开了需要电力线的局限性，安装灵活，工作稳定，节能环保。
目前的太阳能路灯控制器分为两种：模拟控制和单片机数字信号控制。以单片机数字信号控制的***高度集成，其升压电路和控制核心往往都做在同一个空间很小的壳体内，这样在实际使用的过程中，因信号PWM的相互干扰，出现单片机死机的情况时有发生。在实际应用中发现：因不亮灯或者不开灯的现象比较多见，甚至集成在狭小空间内的DC-DC出现烧毁的现象，最后导致充放电不受控制，蓄电池也因此损坏。路灯控制，是一个工业级的照明***，在满足功能的情况下必须做到工作稳定，避免信号的相互干扰。因此，模块化设计，单一稳定的控制信号，能增加***的稳定性和可靠性设计方案成为发展方向。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于单片机的太阳能路灯***，具备电池反接保护、节能环保、工作稳定、安装灵活的优点。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于单片机的太阳能路灯***，包括单片机控制模块、稳压模块、电池接反保护模块、蓄电池电压监控模块、太阳能电池光控信号采集模块、太阳能充电控制模块、放电开关电路模块、时间信号采集模块、太阳能光伏板、蓄电池，蓄电池通过蓄电池电压监控模块连接单片机控制模块。太阳能光伏板分别通过太阳能电池光控信号采集模块、太阳能充电控制模块连接单片机控制模块。单片机控制模块通过放电开关电路模块连接恒流模块。恒流模块和控制电路分离并安装在光源内部。恒流模块是一个能通过外部信号控制驱动电路。
单片机控制模块连接时间信号采集模块。
单片机控制模块连接电池接反保护模块。
所述单片机控制模块为PIC12F675单片机。
所述稳压模块包括三端稳压芯片U1。
所述电池接反保护模块包括保险F1，保险F1一端分别连接：电容CA1一端、电容CC1一端、二极管D1负极；电容CA1另一端、电容CC1另一端、二极管D1正极连接接地端GND，二极管D1负极连接VCC端。
所述蓄电池电压监控模块包括电阻R4、电阻R7, 电阻R4一端连接VCC端，电阻R4另一端连接电阻R7一端，电阻R7另一端接地；电阻R4另一端连接电容C4一端，电容C4另一端接地。
所述太阳能电池光控信号采集模块包括电阻R3、电阻R9, 电阻R3 另一端连接电阻R9一端，电阻R9另一端接地；电阻R3 另一端连接电容C3一端，电容C3另一端接地。
所述太阳能充电控制模块包括并联连接的二极管D3、二极管D4, 二极管D3的阴极、二极管D4的阴极均连接场效应管Q2，场效应管Q2连接VCC端；
二极管D3的阳极、二极管D4的阳极连接电阻R1 一端，电阻R1 另一端连接场效应管Q2；
电阻R1 一端连接电阻RV1一端，电阻RV1另一端接地；
电阻R1 另一端连接二极管D2阴极，二极管D2阳极连接三极管Q1集电极，三极管Q1发射极接地，三极管Q1的基极连接电阻R5。
所述放电开关电路模块包括场效应开关管Q5，场效应开关管Q5连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极连接电阻R13，二极管D5的阳极连接三极管Q4的发射极，二极管D5的阴极连接三极管Q4的集电极；三极管Q4的集电极通过电阻R14连接VCC+端。
所述时间信号采集模块包括电阻R11, 电阻R11通过开关S1接地。
本实用新型一种基于单片机的太阳能路灯***，具备工作稳定的能力，在偏远的乡村及不便于布置电力线的道路、海岛、高山及游牧名族尤其适用。太阳能光伏照明***避开了需要电力线的局限性，安装灵活，工作稳定，节能环保。
附图说明
图1为本实用新型的连接示意图；
图2为本实用新型的单片机控制模块电路图；
图3为本实用新型的稳压模块电路图；
图4为本实用新型的电池接反保护模块电路图；
图5为本实用新型的蓄电池电压监控模块电路图；
图6为本实用新型的太阳能电池光控信号采集模块电路图；
图7为本实用新型的太阳能充电控制模块电路图；
图8为本实用新型的放电开关电路模块电路图；
图9为本实用新型的时间信号采集模块电路图。
具体实施方式
如图1所示，一种基于单片机的太阳能路灯***，包括单片机控制模块1、稳压模块2、电池接反保护模块3、蓄电池电压监控模块4、太阳能电池光控信号采集模块5、太阳能充电控制模块6、放电开关电路模块7、时间信号采集模块8、太阳能光伏板、蓄电池，蓄电池通过蓄电池电压监控模块4连接单片机控制模块1。太阳能光伏板分别通过太阳能电池光控信号采集模块5、太阳能充电控制模块6连接单片机控制模块1。单片机控制模块1通过放电开关电路模块7连接第一恒流模块9、第二恒流模块10。恒流模块安装在光源灯头内部。恒流模块是一个能通过外部信号控制驱动电路。
单片机控制模块1连接时间信号采集模块8、电池接反保护模块3。
如图2所示，所述单片机控制模块1为PIC12F675单片机，各个端***义：
PLC：太阳能充电控制；
PLT：路灯亮灯时间控制信号输入；
PLL：太阳能光控信号输入；
PLF：路灯亮灯控制信号输出；
PLB：蓄电池电压信号输入；
PLS：稳压输出和直接输出切换控制。
如图3所示，所述稳压模块2包括三端稳压芯片U1。
如图4所示，所述电池接反保护模块3包括保险F1，保险F1一端分别连接：电容CA1一端、电容CC1一端、二极管D1负极；电容CA1另一端、电容CC1另一端、二极管D1正极连接接地端GND，二极管D1负极连接VCC端。
如图5所示，所述蓄电池电压监控模块4包括电阻R4、电阻R7, 电阻R4一端连接VCC端，电阻R4另一端连接电阻R7一端，电阻R7另一端接地；电阻R4另一端连接电容C4一端，电容C4另一端接地。
如图6所示，所述太阳能电池光控信号采集模块5包括电阻R3、电阻R9, 电阻R3 另一端连接电阻R9一端，电阻R9另一端接地；电阻R3 另一端连接电容C3一端，电容C3另一端接地。
如图7所示，所述太阳能充电控制模块6包括并联连接的二极管D3、二极管D4, 二极管D3的阴极、二极管D4的阴极均连接场效应管Q2，场效应管Q2连接VCC端；
二极管D3的阳极、二极管D4的阳极连接电阻R1 一端，电阻R1 另一端连接场效应管Q2；
电阻R1 一端连接电阻RV1一端，电阻RV1另一端接地；
电阻R1 另一端连接二极管D2阴极，二极管D2阳极连接三极管Q1集电极，三极管Q1发射极接地，三极管Q1的基极连接电阻R5。
如图8所示，所述放电开关电路模块7包括场效应开关管Q5，场效应开关管Q5连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极连接电阻R13，二极管D5的阳极连接三极管Q4的发射极，二极管D5的阴极连接三极管Q4的集电极；三极管Q4的集电极通过电阻R14连接VCC+端。
如图9所示，所述时间信号采集模块8包括电阻R11, 电阻R11通过开关S1接地。
首先***通过蓄电池电压监控模块4对蓄电池电压进行采集，当采集到的蓄电池电压高于预设电压、则在太阳能电池光控信号采集模块5低于预设值的情况下、允许放电开关电路模块7开启，开灯信号由太阳能电池光控信号采集模块5完成，当检测到的信号低于预设值，允许放电开关电路模块7、第一恒流模块9、第二恒流模块10有输出。当检测到的信号高于预设值，则停止放电开关电路模块7及第一恒流模块9、第二恒流模块10的输出。
时间信号采集模块8给出信号，当检测到信号是高电平时，12F675单片机PLS脚前4个小时输出0，后4个小时输出高电平用以控制恒流模块的输出，实现功率切换功能。
充电控制由太阳能充电控制电路部分6完成，当太阳能电池光控信号采集5采集到的信号高于预设值，就将放电开关电路部分7关闭、同时打开太阳能充电控制电路部分6。当蓄电池电压监控信号采集4采集到的信号高于预设值，就关闭太阳能充电控制电路部分6、用以防止蓄电池的过充电。当蓄电池电压回落，则太阳能充电控制电路部分6又重新开启，如此循环，保持蓄电池的容量在设计的最佳状态。
亮灯信号由太阳能电池光控信号采集模块5完成，当采集到的信号低于预设值，***延时3秒，以判断是否干扰，信号仍然低于预设值，就关闭太阳能充电控制模块6，同时打开放电开关电路模块7、以及单片机12F675的6脚7脚的负载控制电路，进入亮灯控制环节。

Claims (9)

1.一种基于单片机的太阳能路灯***，包括单片机控制模块（1）、稳压模块（2）、电池接反保护模块（3）、蓄电池电压监控模块（4）、太阳能电池光控信号采集模块（5）、太阳能充电控制模块（6）、放电开关电路模块（7）、时间信号采集模块（8）、太阳能光伏板、蓄电池，其特征在于，蓄电池通过蓄电池电压监控模块（4）连接单片机控制模块（1）；
太阳能光伏板分别通过太阳能电池光控信号采集模块（5）、太阳能充电控制模块（6）连接单片机控制模块（1）；单片机控制模块（1）通过放电开关电路模块（7）连接恒流模块；单片机控制模块（1）连接时间信号采集模块（8）,单片机控制模块（1）连接电池接反保护模块（3）。
2.根据权利要求1所述一种基于单片机的太阳能路灯***，其特征在于，所述单片机控制模块（1）为PIC12F675单片机。
3.根据权利要求1所述一种基于单片机的太阳能路灯***，其特征在于，所述稳压模块（2）包括三端稳压芯片U1。
4.根据权利要求1所述一种基于单片机的太阳能路灯***，其特征在于，所述电池接反保护模块（3）包括保险F1，保险F1一端分别连接：电容CA1一端、电容CC1一端、二极管D1负极；电容CA1另一端、电容CC1另一端、二极管D1正极连接接地端GND，二极管D1负极连接VCC端。
5.根据权利要求1所述一种基于单片机的太阳能路灯***，其特征在于，所述蓄电池电压监控模块（4）包括电阻R4、电阻R7, 电阻R4一端连接VCC端，电阻R4另一端连接电阻R7一端，电阻R7另一端接地；电阻R4另一端连接电容C4一端，电容C4另一端接地。
6.根据权利要求1所述一种基于单片机的太阳能路灯***，其特征在于，所述太阳能电池光控信号采集模块（5）包括电阻R3、电阻R9, 电阻R3 另一端连接电阻R9一端，电阻R9另一端接地；电阻R3 另一端连接电容C3一端，电容C3另一端接地。
7.根据权利要求1所述一种基于单片机的太阳能路灯***，其特征在于，所述太阳能充电控制模块（6）包括并联连接的二极管D3、二极管D4, 二极管D3的阴极、二极管D4的阴极均连接场效应管Q2，场效应管Q2连接VCC端；二极管D3的阳极、二极管D4的阳极连接电阻R1 一端，电阻R1 另一端连接场效应管Q2；电阻R1 一端连接电阻RV1一端，电阻RV1另一端接地；电阻R1 另一端连接二极管D2阴极，二极管D2阳极连接三极管Q1集电极，三极管Q1发射极接地，三极管Q1的基极连接电阻R5。
8.根据权利要求1所述一种基于单片机的太阳能路灯***，其特征在于，所述放电开关电路模块（7）包括场效应开关管Q5，场效应开关管Q5连接三极管Q4的集电极，三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的基极连接电阻R13，二极管D5的阳极连接三极管Q4的发射极，二极管D5的阴极连接三极管Q4的集电极；三极管Q4的集电极通过电阻R14连接VCC+端。
9.根据权利要求1所述一种基于单片机的太阳能路灯***，其特征在于，所述时间信号采集模块（8）包括电阻R11, 电阻R11通过开关S1接地。
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