CN103024993A - 一种节能室外照明控制系统及控制方法 - Google Patents

一种节能室外照明控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

节能室外照明控制系统及控制方法,涉及一种节能,可自动调节亮度的由单片机控制的室外照明控制系统及控制方法。主要由太阳能电池、控制器、蓄电池、市电供电和负载LED路灯组成,其中太阳电池用于把太阳光能转换成电能,且太阳能电池在白天给蓄电池充电。蓄电池是储备能源设备,晚上或阴雨天为系统和负载LED路灯供电;控制器分别于太阳能电池、蓄电池、市电供电、负载LED路灯电连接,蓄电池分别与太阳能电池、市电供电电连接。本发明设计科学合理,结构简单,成本低,利用太阳能电池将光能转换成电能,并利用控制器实现对负载LED路灯供电的蓄电池智能充放电控制,简单的电路控制,不仅成本低,而且充分利用绿色能源进行室外照明。

Description

一种节能室外照明控制系统及控制方法
技术领域
[0001] 本发明的涉及照明控制系统,特别是一种简易低成本室外照明控制系统及控制方法。
背景技术
[0002] 众所周知,太阳能作为一种新兴的绿色能源,以其永不枯竭、无污染等优点,正得到迅速的推广应用。因此在我国的市政改扩建工程中,太阳能LED也因其体积小而坚固耐用,耗电量低、使用奉命长、环保、光色性能好等特点而得到日益广泛的应用。据统计,每年用于照明的电力在3000亿度以上,若采用LED照明,每年就可以节约1/3的照明用电,基本上相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量。由于太阳能电池板输出的是直流电能,而LED也是直流驱动光源,两者的结合更能提高整个系统的效率,降低市政成本,所以LED太阳能路灯越来越受到人们的重视。因此,有必要提供配套的室外节能照明控制系统。
发明内容
[0003] 本发明是针对上述问题,旨在提供一种节能,可自动调节亮度的由单片机控制的室外照明控制系统。
[0004] 本发明的实现方式是:节能室外照明控制系统主要由太阳能电池、控制器、蓄电池、市电供电和负载LED路灯组成,其中太阳电池用于把太阳光能转换成电能,且太阳能电池在白天给蓄电池充电。蓄电池是储备能源设备,晚上或阴雨天为系统和负载LED路灯供电;控制器分别于太阳能电池、蓄电池、市电供电、负载LED路灯电连接,蓄电池分别与太阳能电池、市电供电电连接;所述的控制器主要由电压检测模块、蓄电池充放电模块、切换模块、电源模块、复位模块、时钟模块组成。
[0005] 节能室外照明控制系方法,其特征在于包括以下具体步骤:
步骤A :控制器自检当前状态,根据太阳能电池两端的电压检测判断当前是否是白天,步骤B:如果是是,则对蓄电池进入充电状态,并进一步根据蓄电池两端的当前电压值判断选择不同的充电模式,
步骤B1:若蓄电池两端的当前电压大于过充保护电压时,则自动关闭充电开关;
步骤B2 :若蓄电池两端的当前电压小于过充保护电压且大于恢复电压时,蓄电池进入直充状态,即快速充电;
步骤B3 :若蓄电池两端的当前电压等于恢复电压时,进入均衡充电模式;
步骤B4:若蓄电池两端的当前电压小于恢复电压且大于过放保护终止电压时,则进入浮充状态,即涓流充电;
步骤B5 :若蓄电池两端的当前电压小于过放保护终止电压时,则放弃充电;
步骤C :如果是否,则蓄电池进入放电状态,并进一步根据蓄电池两端的当前电压值判断选择不同的工作模式, 步骤Cl :如果蓄电池两端的当前电压小于保护电压时,控制器切换到市电供电进行充
电;
步骤C2:如果蓄电池两端的当前电压大于等于保护电压,则进一步判断当前时间是否超过晚上12点,如果是超过晚上12点,则连通双负载LED路灯,反之,则连通单负载LED路灯。
[0006] 本发明的有益技术效果是:本发明利用太阳能电池将光能转换成电能,并利用控制器实现对负载LED路灯供电的蓄电池智能充放电控制,简单的电路控制,不仅成本低,而且充分利用绿色能源进行室外照明。
附图说明
[0007] 图1是本发明的原理框图。
[0008] 图2是本发明实施例中蓄电池充电控制电路原理图。
[0009] 图3是本发明控制方法的流程示意图。
具体实施方式
[0010] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0011] 参照图1,本发明主要由太阳能电池、控制器、蓄电池、市电供电和负载LED路灯组成,其中太阳电池用于把太阳光能转换成电能,且太阳能电池在白天给蓄电池充电。蓄电池是储备能源设备,晚上或阴雨天为系统和负载LED路灯供电;控制器分别于太阳能电池、蓄电池、市电供电、负载LED路灯电连接,蓄电池分别与太阳能电池、市电供电电连接;控制器是太阳能路灯系统中最为重要的部件。控制器主要由电压检测模块、蓄电池充放电模块、切换模块、电源模块、复位模块、时钟模块组成。本发明实施例中采用法国ST公司生产的STM8单片机对LED太阳能路灯系统进行控制。控制器通过检测太阳能电池两端的电压判断根据太阳亮度,白天断开负载LED路灯而给蓄电池充电,晚上通过蓄电池给负载LED路灯供电。并根据判断晚上时间是否超过晚上12点实现分时段进行功率调整。在蓄电池电量不足时,自动切换到市电供电系统。
[0012] 参照图2,由控制器实现白天太阳能电池给蓄电池充电,晚上或阴天用于负载LED路灯照明,实现绿色环保节能。本实施例中蓄电池充电控制电路采用斩波式PWM充电原理,控制器首先检测蓄电池的两端电压,并与预先设定的电压值相比较,进而选择不同的充电方式。
[0013] 途中,其中J1、J3分别为蓄电池和太阳能电池的正极,控制器通过R20、R21及R18、R19分别对太阳能电池电压和蓄电池电压进行采样,经过AD转换判断,在满足充电或停止充电条件下,单片机P0.3 口给出充电控制信号,使三极管S导通或截止,即可实现蓄电池充电,具体可见程序设计部分。其中图中D6为防反充肖特基二极管,避免当蓄电池电压高于太阳能电池电压时,蓄电池向太阳能电池反充电。D7是一个保护二极管,当蓄电池反接时电路断开,保护蓄电池,提高系统的可靠性。
[0014] 参照图3,本发明实施例的控制方法,包括以下具体步骤:
步骤A :控制器自检当前状态,根据太阳能电池两端的电压检测判断当前是否是白天, 步骤B:如果是是,则对蓄电池进入充电状态,并进一步根据蓄电池两端的当前电压值判断选择不同的充电模式,
步骤B1:若蓄电池两端的当前电压大于过充保护电压时,则自动关闭充电开关;
步骤B2 :若蓄电池两端的当前电压小于过充保护电压且大于恢复电压时,蓄电池进入直充状态,即快速充电;
步骤B3 :若蓄电池两端的当前电压等于恢复电压时,进入均衡充电模式;
步骤B4:若蓄电池两端的当前电压小于恢复电压且大于过放保护终止电压时,则进入浮充状态,即涓流充电;
步骤B5 :若蓄电池两端的当前电压小于过放保护终止电压时,则放弃充电;
步骤C :如果是否,则蓄电池进入放电状态,并进一步根据蓄电池两端的当前电压值判断选择不同的工作模式,
步骤Cl :如果蓄电池两端的当前电压小于保护电压时,控制器切换到市电供电进行充
电;
步骤C2:如果蓄电池两端的当前电压大于等于保护电压,则进一步判断当前时间是否超过晚上12点,如果是超过晚上12点,则连通双负载LED路灯,反之,则连通单负载LED路灯。

Claims (3)

1.节能室外照明控制系统,其特征在于包括:主要由太阳能电池、控制器、蓄电池、市电供电和负载LED路灯组成,其中太阳电池用于把太阳光能转换成电能,且太阳能电池在白天给蓄电池充电;蓄电池是储备能源设备,晚上或阴雨天为系统和负载LED路灯供电;控制器分别于太阳能电池、蓄电池、市电供电、负载LED路灯电连接,蓄电池分别与太阳能电池、市电供电电连接;所述的控制器主要由电压检测模块、蓄电池充放电模块、切换模块、电源模块、复位模块、时钟模块组成。
2.根据权利要求1所述的节能室外照明控制系统,其特征在于所述的控制器主要由STM8单片机及外围电路组成。
3. 一种基于权利要求1所述系统的节能室外照明控制方法,其特征在于包括以下具体步骤: 步骤A:控制器自检当前状态,根据太阳能电池两端的电压检测判断当前是否是白天,步骤B :如果是是,则对蓄电池进入充电状态,并进一步根据蓄电池两端的当前电压值判断选择不同的充电模式, 步骤B1:若蓄电池两端的当前电压大于过充保护电压时,则自动关闭充电开关; 步骤B2 :若蓄电池两端的当前电压小于过充保护电压且大于恢复电压时,蓄电池进入直充状态,即快速充电; 步骤B3 :若蓄电池两端的当前电压等于恢复电压时,进入均衡充电模式; 步骤B4:若蓄电池两端的当前电压小于恢复电压且大于过放保护终止电压时,则进入浮充状态,即涓流充电; 步骤B5 :若蓄电池两端的当前电压小于过放保护终止电压时,则放弃充电; 步骤C :如果是否,则蓄电池进入放电状态,并进一步根据蓄电池两端的当前电压值判断选择不同的工作模式, 步骤Cl :如果蓄电池两端的当前电压小于保护电压时,控制器切换到市电供电进行充电; 步骤C2:如果蓄电池两端的当前电压大于等于保护电压,则进一步判断当前时间是否超过晚上12点,如果是超过晚上12点,则连通双负载LED路灯,反之,则连通单负载LED路灯。
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CN105444077A (zh) * 2015-12-25 2016-03-30 湖北仁威电业科技有限公司 一种基于市电互补的太阳能路灯系统
CN107148115A (zh) * 2017-06-23 2017-09-08 湖北工业大学 自适应路灯控制系统

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CN105444077A (zh) * 2015-12-25 2016-03-30 湖北仁威电业科技有限公司 一种基于市电互补的太阳能路灯系统
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PB01 Publication
C04 Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

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