CN104131763A - 光控百叶窗发电照明系统 - Google Patents

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Abstract

光控百叶窗发电照明系统，包括舵机传动机构、发电供电单元和控制单元三大块，舵机传动机构由舵机、主动杆、连杆和长连杆组成；发电供电单元包括太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池以及蓄电池市电转换电路，太阳能电池板经太阳能充电控制器与蓄电池连接形成充电回路，太阳能充电控制器与蓄电池市电转换电路连接；控制单元包括单片机处理模块、光强采集模块、红外人体感应模块、控制面板和LED驱动调光模块，光强采集模块、LCD显示屏、控制面板和LED驱动调光模块均与单片机处理模块通讯连接。整个系统既在有限的空间内充分利用清洁的太阳能资源，又通过LED驱动调光模块降低照明灯的实际功率，既防止了光污染和过度照明，又实现了节能发电。

Description

光控百叶窗发电照明系统
技术领域
本发明属于智能调光照明领域，具体涉及一种光控百叶窗发电照明系统。
背景技术
目前能源短缺、用电浪费和环境污染等情况严重，在中国尤其突出。据统计，全中国每年用电4.2万亿千瓦时，但是其中被浪费的电能达2000亿千瓦时，在照明上的浪费尤为严重。在很多公共场所“人去灯亮”等现象十分常见，而且现在室内公共场所所采用的照明灯具亮度一般不可调节，使用时光强常常超过人们正常工作生活所需，且“长明灯”现象常见，这些都造成了严重的能源浪费。在中国的电力来源中，火电占的比重超过80％，每年发电消耗煤炭超过15亿吨，由此所造成的污染也很严重，会产生10亿吨碳粉尘，37亿吨二氧化碳，1.125亿吨二氧化硫，0.56亿吨氮氧化物。浪费电能就是浪费不可再生资源，增加环保负担。
同时，由于能源紧缺问题的日益凸显，世界各国都在进行新能源的研究。太阳能因其具有清洁环保、资源丰富的优点而越来越为人们所重视，全球都在加大太阳能的开发力度。《第三次工业革命》中提出：21世纪，第三次工业革命将会把每一栋楼房变成微型发电厂。在日常生活中人们也用到很多太阳能收集装置，如太阳能热水器、太阳能灶等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有照明灯具存在能源浪费的问题，提供了一种光控百叶窗发电照明系统，。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
光控百叶窗发电照明系统，包括舵机传动机构、发电供电单元和控制单元三大块，
所述舵机传动机构由舵机、主动杆、连杆和长连杆组成，舵机固定于百叶窗外框的一侧，主动杆的一端与舵机连接(由舵机控制其转动)，主动杆的另一端与连杆连接，连杆的另一端与长连杆连接，长连杆上设置有多个节点；
所述发电供电单元包括太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池以及蓄电池市电转换电路，所述太阳能电池板设置有多块、每块太阳能电池板的一边均对应与长连杆的一节点固接，且两两太阳能电池板的两端均连接在百叶窗边框内、作为百叶窗叶片(兼备遮光功能与发电功能)，所述太阳能电池板经太阳能充电控制器与蓄电池连接形成充电回路，所述太阳能充电控制器与蓄电池市电转换电路连接；
所述控制单元包括单片机处理模块、光强采集模块、红外人体感应模块、控制面板和LED驱动调光模块，所述光强采集模块、红外人体感应模块、控制面板和LED驱动调光模块均与单片机处理模块通讯连接，所述光强采集模块安装在室内、用于采集室内光强值，并将室内光强值传递给单片机处理模块；所述红外人体感应模块用于感应室内有无人员活动，根据实际情况及时切断或接通控制单元的供电；所述控制面板上设置有LCD显示屏和矩阵键盘，矩阵键盘用于输入设定标准光强值，LCD显示屏用于显示当前采集的室内光强值及用户设定的标准光强值；所述LED驱动调光模块包括LED灯及与其连接的LED调光单元；所述单片机处理模块与舵机传动机构的舵机通讯连接，舵机驱动主动杆旋转带动连杆及太阳能电池板旋转、通过调节太阳能电池板开闭程度控制通光量。
按上述方案，所述太阳能电池板选用非晶硅电池板，所述蓄电池选用24V，15Ah的铅酸免维护蓄电池。
按上述方案，所述太阳能充电控制器采用WS-AL MPPT1510A太阳能控制器。
按上述方案，所述蓄电池市电转换电路由比较器LM393、稳压芯片LM385-2.5、三极管Q1、Q2，继电器J组成，稳压芯片LM385-2.5由第一稳压电桥、第二稳压电桥并联组成，第一稳压电桥由可变电阻VR0、R2串联组成，第二稳压电桥由可变电阻VR1与R3串联组成，稳压芯片LM385-2.5接在太阳能充电控制器与蓄电池正极的节点间；比较器LM393的3脚(第一反向输入端“-”)与第一稳压电桥的可变电阻VR0与R2之间的节点连接，比较器LM393的2脚(第一正向输入端“+”)接2.5V参考电压，比较器LM393的1脚(第一输出端)与三极管Q1的基极连接；比较器LM393的6脚(第二反向输入端“-”)与第二稳压电桥的可变电阻VR1与R3之间的节点连接，比较器LM393的5脚(第二正向输入端“+”)接2.5V参考电压，比较器LM393的7脚(第二输出端)与三极管Q2的基极连接，三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与集电极J连接；继电器J的一组常闭接点接于太阳能充电控制器的输出端和负载之间，继电器J的一组常开接点接市电即220VAC/24VDC开关电源的24V输出端，继电器J的另一组常开接点串接入220VAC/24VDC开关电源的220VAC交流输入电路中。
按上述方案，所述单片机处理模块至少包括80C52单片机，红外人体感应模块的信号输出端与80C52单片机的P2.3口连接，光强采集模块的两根信号线分别与80C52单片机的P1.0、P1.1口线接，80C52单片机的P0.0～P0.7口与控制面板的LCD显示屏(的D0～D7端口)连接，LED驱动调光模块的LED调光单元的EN接口与80C52单片机的P2.2口连接，控制面板的矩阵键盘设有8根线、分别与80C52单片机的P3.0～P3.7口连接。
按上述方案，所述红外人体感应模块采用DYP-ME003人体感应模块，DYP-ME003人体感应模块的正负极分别与电源的正负极连接，DYP-ME003人体感应模块的信号输出端与单片机处理模块连接。
按上述方案，所述光强采集模块采用光强传感器BH1750，光强传感器BH1750用于采集外部光强信号并转化为数字信号传递给单片机处理模块并在LCD显示屏上显示。
按上述方案，所述LED调光单元采用TI公司的tps61500LED驱动芯片。
按上述方案，所述LCD显示屏采用LCD1602液晶显示屏。
按上述方案，所述舵机选用MG995舵机。
本发明的工作原理：通过光强采集模块采集当前室内光强值，传送给单片机处理模块，单片机处理模块一方面将该室内光强值发送到控制面板上的LCD显示屏实时显示，便于监测调节，另一方面用户通过控制面板上的矩阵键盘设定所需的标准光强值，单片机处理模块通过比较实时的室内光强值和用户通过控制面板设定的标准光强值调节LED灯的亮度，并调整太阳能电池板(百叶窗叶片)的转角，进而改变百叶窗的通光量，实现合理采光。太阳能电池板(百叶窗叶片)的转角是由单片机处理模块驱动舵机完成的。当舵机接收到单片机处理模块的指令后，带动主动杆旋转，主动杆的旋转运动带动固定在太阳能电池板一侧的连杆，太阳能电池板受连杆作用绕中心轴旋转一定角度，从而改变太阳能电池板开闭程度，进而控制通光量。发电供电单元是由太阳能电池板发电，经太阳能充电控制器稳压后存储在蓄电池中，为控制单元和灯具供电。蓄电池市电转换电路用以将市电引入系统，当蓄电池电能不足时，整个系统可以通过切换到市电正常工作和照明。室内设置红外人体感应模块，当检测不到人时切断控制单元的电路，停止为控制单元供电；当重新检测到有人时，自动为控制单元供电，开启整个系统，实现人走灯灭，人来灯亮的智能化。
与已有技术相比，本发明的优势体现在以下方面：
1、将太阳能电池板作为百叶窗叶片，太阳能转化为电能，用于室内照明系统供电，以太阳能为能源，与百叶窗巧妙的结合起来，实现了对室内公共场所的供电，使之兼备遮光功能和发电功能，实现功能的集成创新；将普通对开式和百叶窗相结合，实现多种功能，可以满足用户的多样性需求；
2、采用光强传感器采集室内光强值并将采集到的室内光强值传给控制单元，控制单元根据设定光强值自动调节百叶窗叶片的开闭程度和室内照明灯亮度，使室内光强值保持相对稳定实现智能调光，避免灯光强度过强，减少用电浪费，达到节能减排效果；
3、红外传感器感知人是否离开来控制灯的明与灭，从而解决人走灯亮、浪费能源的现象；
4、整个系统采用模块化设计，机械模块、控制模块、供电模块等相互独立，易于维修和更换，互换性强，可以应用于城市高楼办公室、图书馆、教室、博物馆、医院等需要将室内光强保持在一定范围内的公共场所，未来还可以应用于家庭，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的整个系统结构框图；
图2为本发明舵机传动机构的结构示意图；
图3为本发明控制单元控制舵机工作的流程示意图；
图4为本发明蓄电池市电转换电路的结构示意图；
图5为本发明红外人体感应模块的电路结构示意图；
图6为本发明光强采集模块、单片机处理模块、LCD显示屏配合连接的结构示意图；
图7为本发明单片机处理模块控制舵机工作的电路结构示意图；
图2中，1-主动杆，2-连杆，3-太阳能电池板，4-长连杆，5-百叶窗边框。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图2所示，本发明所述的光控百叶窗发电照明系统，包括舵机传动机构、发电供电单元和控制单元三大块，
所述舵机传动机构由舵机、主动杆1、连杆2和长连杆4组成，舵机固定于百叶窗外框的一侧，主动杆1的一端与舵机连接(由舵机控制其转动)，主动杆1的另一端与连杆2连接，连杆2的另一端与长连杆4连接，长连杆4上设置有多个节点；
所述发电供电单元包括太阳能电池板3、太阳能充电控制器、蓄电池以及蓄电池市电转换电路，所述太阳能电池板3设置有多块、每块太阳能电池板3的一边均对应与长连杆4的一节点固接，且两两太阳能电池板3的两端均连接在百叶窗边框5内、作为百叶窗叶片(兼备遮光功能与发电功能)，所述太阳能电池板3经太阳能充电控制器与蓄电池连接形成充电回路，所述太阳能充电控制器与蓄电池市电转换电路连接；
所述控制单元包括单片机处理模块、光强采集模块、红外人体感应模块、控制面板和LED驱动调光模块，所述光强采集模块、红外人体感应模块、控制面板和LED驱动调光模块均与单片机处理模块通讯连接，所述光强采集模块安装在室内、用于采集室内光强值，并将室内光强值传递给单片机处理模块；所述红外人体感应模块用于感应室内有无人员活动，根据实际情况及时切断或接通控制单元的供电；所述控制面板上设置有LCD1602液晶显示屏和矩阵键盘，矩阵键盘用于输入设定标准光强值，LCD1602液晶显示屏用于显示当前采集的室内光强值及用户设定的标准光强值；所述LED驱动调光模块包括LED灯及与其连接的LED调光单元；所述单片机处理模块与舵机传动机构的舵机通讯连接，舵机驱动主动杆旋转带动连杆及太阳能电池板旋转、通过调节太阳能电池板开闭程度控制通光量。单片机处理模块接收光强传感器传来的室内光强值，并将采集回的室内光强值与用户设定的标准光强值进行比较，控制单片机处理模块发出适当的指令，调控舵机旋转的角度，进而控制太阳能电池板(百叶窗叶片)的角度即开闭程度，控制通光量，直到室内光强保持在用户设定的标准光强值；当单片机处理模块检测到室内光强值不能满足需求并且太阳能电池板(百叶窗叶片)已经开到最大角度时，则打开LED灯并启动LED调光单元，调节LED灯亮度使室内光强值满足需求。控制单元控制舵机工作的流程如图3所示。具体如下：当采集的室内光强值等于用户在控制面板上所设定的判断室内光强情况的标准光强值K时，保持原状，重新采集室内光强值；当采集的室内光强值小于K时，若太阳能电池板(百叶窗叶片)没有全开，则单片机处理模块控制舵机转动使太阳能电池板(百叶窗叶片)打开到最大；若太阳能电池板(百叶窗叶片)已经全开且单片机处理模块检测到室内光强值不能满足需求，则打开LED灯并启动LED调光单元，调节LED灯亮度使室内光强值维持为K值；当采集的室内光强值大于K时，若LED灯已打开，则系统通过LED调光单元减小LED灯的亮度；若LED灯没有打开，则通过单片机处理模块控制舵机转动使太阳能电池板(百叶窗叶片)逐渐减小其打开角度，直至室内光强值等于K。
考虑到百叶窗工作环境和太阳能电池板性价比，所述太阳能电池板选用非晶硅电池板，所述蓄电池选用24V，15Ah的铅酸免维护蓄电池。
所述太阳能充电控制器采用WS-AL MPPT1510A太阳能控制器，太阳能充电控制器负责蓄电池的充、放电管理：当蓄电池电压低时，自动断开负载、保护蓄电池；当蓄电池充满时，自动进入PWM浮充状态；当光照不足时，关闭充电回路，避免蓄电池通过太阳能电池板放电，从而大幅延长蓄电池的使用寿命。
太阳能充电控制器的充放电工作状态LED指示：
·充电指示灯1支(charge)，亮表示正在强力充电，闪动表示正在浮动充电，不亮表示充电已经停止；
·负荷指示灯1支(light)，亮表示有输出，负载可以工作；不亮表示没有输出，负载不能工作；
·电池电量指示灯1支，红色表示欠压，绿色表示充满，黄色表示正常。
参照图4所示，所述蓄电池市电转换电路接入的市电采用220VAC/24VDC开关电源，蓄电池市电转换电路由比较器LM393、稳压芯片LM385-2.5、三极管Q1、Q2，继电器J组成，稳压芯片LM385-2.5由第一稳压电桥、第二稳压电桥并联组成，第一稳压电桥由可变电阻VR0、R2串联组成，第二稳压电桥由可变电阻VR1与R3串联组成，稳压芯片LM385-2.5接在太阳能充电控制器与蓄电池正极的节点间；比较器LM393的3脚(第一反向输入端“-”)与第一稳压电桥的可变电阻VR0与R2之间的节点连接，比较器LM393的2脚(第一正向输入端“+”)接2.5V参考电压，比较器LM393的1脚(第一输出端)与三极管Q1的基极连接；比较器LM393的6脚(第二反向输入端“-”)与第二稳压电桥的可变电阻VR1与R3之间的节点连接，比较器LM393的5脚(第二正向输入端“+”)接2.5V参考电压，比较器LM393的7脚(第二输出端)与三极管Q2的基极连接，三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与集电极J连接；继电器J的一组常闭接点接于太阳能充电控制器的输出端和负载之间，继电器J的一组常开接点接市电即220VAC/24VDC开关电源的24V输出端(保证照明系统优先采用自身太阳能电池板所发的电能供电，当太阳能电池板所发的电不足以供系统使用时再切换市电)，继电器J的另一组常开接点串接入220VAC/24VDC开关电源的220VAC交流输入电路中，这样可实现蓄电池供电时，220VAC/24VDC开关电源不通电，避免220VAC/24VDC开关电源待机时不必要的功率损耗。该蓄电池市电转换电路由比较器LM393的稳压电桥分压出的蓄电池电压和稳压芯片LM385-2.5提供的基准电压，并利用三极管驱动继电器完成转换。
实际生活中存在连续阴雨天气，当蓄电池电量不足时转由市电供电显得十分必要。当蓄电池电量正常时，其电压较高，通过VR1和R3电阻分压后至比较器LM393的6脚电压高于5脚的2.5V参考电压(Vref)，比较器LM393的7脚输出低电平，三极管Q2截止，继电器J不动作，负载由蓄电池供电，其通过太阳能充电控制器，由其输出端，经继电器J的常闭触点向负载供电；当蓄电池电压低于21.8V(可通过可变电阻VR2调节)时(太阳能充电控制器过放保护电压为21.3V)，比较器LM393的6脚电压低于5脚电压，比较器LM393的7脚输出高电平，三极管Q2导通，继电器J得电工作，太阳能充电控制器与负载断开，市电即220VAC/24VDC开关电源经过继电器的常开触点给负载供电，此时二极管D1导通，拉低了比较器LM393的6脚电压，即使蓄电池电压高于21.8V，由于二极管D1的箝位作用，三极管Q2仍保持导通，实现了自锁功能，这种状态下蓄电池电量不能满足负载需求，转由市电即220VAC/24VDC开关电源供电；只有当蓄电池电压经重新充电恢复到23.1V时，经VR0和R2分压后至比较器LM393的3脚电压高于2脚的2.5V参考电压，LM393的1脚输出高电平，三极管Q1导通，拉低了三极管Q2基极电位，三极管Q2关断，继电器J断电，恢复由蓄电池向负载供电。
比较器LM393的2脚、5脚接入的是由稳压芯片LM385-2.5提供的2.5V基准电压，与普通采用的稳压二极管相比具有更好的稳定性，提高系统的可靠性；由于比较器LM393输出端接三极管Q1、Q2的基极，在1脚和7脚处安放的R4、R5为上拉电阻；二极管D2和电容C1的设置，避免了断电时继电器线圈对电路的破坏；整个蓄电池市电转换电路直接由蓄电池供电，在蓄电池电压降低到16V时仍能正常工作，可靠性高；蓄电池市电转换电路与蓄电池共地，与负载不共地，其通过继电器J实现隔离。
所述单片机处理模块至少包括80C52单片机，红外人体感应模块的信号输出端与80C52单片机的P2.3口连接，光强采集模块的两根信号线分别与80C52单片机的P1.0、P1.1口线接，80C52单片机的P0.0～P0.7口与控制面板的LCD显示屏的D0～D7端口连接，LED驱动调光模块的LED调光单元的EN接口与80C52单片机的P2.2口连接，控制面板的矩阵键盘设有8根线、分别与80C52单片机的P3.0～P3.7口连接。89C52单片机接收光强采集模块的输入信号，经内部时钟及中断处理，向LED驱动调光模块的LED调光单元输出控制信号、并在LCD显示屏上显示，同时89C52单片机持续检测控制面板的矩阵键盘的输入信号，判断用户的功能选择及阈值设置。此外，89C52单片机记录光强并与设定值进行比较，通过PWM的占空比，调节舵机角度带动百叶窗机构和LED灯亮度使室内光强稳定在一定范围。
参照图5所示，针对生活中“人走灯亮”现象对电能造成的巨大浪费，所述控制单元还包括设置在室内的红外人体感应模块，所述红外人体感应模块采用DYP-ME003人体感应模块，DYP-ME003人体感应模块的正负极分别与电源的正负极连接，DYP-ME003人体感应模块的信号输出端与80C52单片机的P2.3口连接；当检测到室内无人时，其将自动切断控制系统的供电，该红外人体感应模块灵敏度高，可靠性强，具有超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备。当室内有人时，因人体温度与环境温度有差别，产生ΔT，DYP-ME003人体感应模块采集温度处理后输出端产生高电平3.3V；若无人或人体进入检测区后不动，则温度没有变化，DYP-ME003人体感应模块输出端电平为0V。DYP-ME003人体感应模块通过检测人体的活动传感，实验证明，DYP-ME003人体感应模块不加光学透镜(也称菲涅尔透镜)，其检测距离小于2m，而加上光学透镜后，其检测距离可大于7m，DYP-ME003人体感应模块通过三极管驱动继电器对控制单元供电进行控制。
参照图6所示，所述光强采集模块采用光强传感器BH1750，该芯片具有接口简单、采用IIC总线技术、光谱范围与人眼接近、且内置A/D转换模块对外部零件依赖性低等优点，光强传感器BH1750的两根信号线分别与80C52单片机的P1.0、P1.1口线接，光强传感器BH1750用于采集外部光强信号并转化为数字信号传递给单片机处理模块并在LCD1602液晶显示屏上显示。
所述LED调光单元采用TI公司的tps61500LED驱动芯片，tps61500LED驱动芯片的EN接口与80C52单片机的P2.2口连接，该芯片输入电压广(2.6～18V)、输出电流大(带FET的3A电流开关)、5Vin支持4个3W的LED灯、宽泛的开关频率范围(200kHZ～2.2MHz)、亮度可调、效率高达93％；tps61500LED驱动芯片调节LED灯亮度原理：通过调节PWM占空比改变LED灯输出端的电流值，从而达到改变室内光强值的目的。
80C52单片机控制舵机仿真图如图7所示。根据对电池板工作时的运动特点及所需力矩大小的分析计算，所述舵机选用MG995舵机作为动力源，舵机有两根电源线和一根信号线共三根线，其工作原理：单片机处理模块的80C52单片机通过舵机的一根信号线即控制线输入一个宽度可调的周期性方波脉冲信号，方波脉冲信号的周期为20ms(即频率为50Hz)，当方波脉冲信号的脉冲宽度改变时，舵机转轴的角度发生改变，角度变化与脉冲宽度的变化成正比。
舵机参数如表1所示。
表1 舵机参数
本发明工作时，通过光强采集模块采集当前室内光强值，传送给单片机处理模块，单片机处理模块一方面将该室内光强值发送到控制面板上的LCD显示屏实时显示，便于监测调节，另一方面用户通过控制面板上的矩阵键盘设定所需的标准光强值，单片机处理模块通过比较实时的室内光强值和用户通过控制面板设定的标准光强值调节LED灯的亮度，并调整太阳能电池板(百叶窗叶片)的转角，进而改变百叶窗的通光量，实现合理采光。太阳能电池板(百叶窗叶片)的转角是由单片机处理模块驱动舵机完成的。当舵机接收到单片机处理模块的指令后，带动主动杆1旋转，主动杆1的旋转运动带动固定在太阳能电池板3一侧的连杆2，太阳能电池板3受连杆2作用绕中心轴旋转一定角度，从而改变太阳能电池板3开闭程度，进而控制通光量。发电供电单元是由太阳能电池板发电，经太阳能充电控制器稳压后存储在蓄电池中，为控制单元和灯具供电。蓄电池市电转换电路用以将市电引入系统，当蓄电池电能不足时，整个系统可以通过切换到市电正常工作和照明。还增加了红外人体感应模块，当检测不到人时切断控制单元的电路，停止为控制单元供电；当重新检测到有人时，自动为控制单元供电，开启整个系统，实现人走灯灭，人来灯亮的智能化。整个系统能最大程度地利用自然光，既防止了光污染和过度照明，又实现了节能发电。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：包括舵机传动机构、发电供电单元和控制单元三大块，
所述舵机传动机构由舵机、主动杆、连杆和长连杆组成，舵机固定于百叶窗外框的一侧，主动杆的一端与舵机连接，主动杆的另一端与连杆连接，连杆的另一端与长连杆连接，长连杆上设置有多个节点；
所述发电供电单元包括太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池以及蓄电池市电转换电路，所述太阳能电池板设置有多块、每块太阳能电池板的一边均对应与长连杆的一节点固接，且两两太阳能电池板的两端均连接在百叶窗边框内、作为百叶窗叶片，所述太阳能电池板经太阳能充电控制器与蓄电池连接形成充电回路，所述太阳能充电控制器与蓄电池市电转换电路连接；
所述控制单元包括单片机处理模块、光强采集模块、红外人体感应模块、控制面板和LED驱动调光模块，所述光强采集模块、红外人体感应模块、控制面板和LED驱动调光模块均与单片机处理模块通讯连接，所述光强采集模块安装在室内、用于采集室内光强值，并将室内光强值传递给单片机处理模块；所述红外人体感应模块用于感应室内有无人员活动，根据实际情况及时切断或接通控制单元的供电；所述控制面板上设置有LCD显示屏和矩阵键盘，矩阵键盘用于输入设定标准光强值，LCD显示屏用于显示当前采集的室内光强值及用户设定的标准光强值；所述LED驱动调光模块包括LED灯及与其连接的LED调光单元；所述单片机处理模块与舵机传动机构的舵机通讯连接，舵机驱动主动杆旋转带动连杆及太阳能电池板旋转、通过调节太阳能电池板开闭程度控制通光量。
2.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述太阳能电池板选用非晶硅电池板，所述蓄电池选用24V，15Ah的铅酸免维护蓄电池。
3.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述太阳能充电控制器采用WS-AL MPPT1510A太阳能控制器。
4.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述蓄电池市电转换电路由比较器LM393、稳压芯片LM385-2.5、三极管Q1、Q2，继电器J组成，稳压芯片LM385-2.5由第一稳压电桥、第二稳压电桥并联组成，第一稳压电桥由可变电阻VR0、R2串联组成，第二稳压电桥由可变电阻VR1与R3串联组成，稳压芯片LM385-2.5接在太阳能充电控制器与蓄电池正极的节点间；比较器LM393的3脚与第一稳压电桥的可变电阻VR0与R2之间的节点连接，比较器LM393的2脚接2.5V参考电压，比较器LM393的1脚与三极管Q1的基极连接；比较器LM393的6脚与第二稳压电桥的可变电阻VR1与R3之间的节点连接，比较器LM393的5脚接2.5V参考电压，比较器LM393的7脚与三极管Q2的基极连接，三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的发射极与集电极J连接；继电器J的一组常闭接点接于太阳能充电控制器的输出端和负载之间，继电器J的一组常开接点接市电即220VAC/24VDC开关电源的24V输出端，继电器J的另一组常开接点串接入220VAC/24VDC开关电源的220VAC交流输入电路中。
5.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述单片机处理模块至少包括80C52单片机，红外人体感应模块的信号输出端与80C52单片机的P2.3口连接，光强采集模块的两根信号线分别与80C52单片机的P1.0、P1.1口线接，80C52单片机的P0.0～P0.7口与控制面板的LCD显示屏连接，LED驱动调光模块的LED调光单元的EN接口与80C52单片机的P2.2口连接，控制面板的矩阵键盘设有8根线、分别与80C52单片机的P3.0～P3.7口连接。
6.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述红外人体感应模块采用DYP-ME003人体感应模块，DYP-ME003人体感应模块的正负极分别与电源的正负极连接，DYP-ME003人体感应模块的信号输出端与单片机处理模块连接。
7.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述光强采集模块采用光强传感器BH1750，光强传感器BH1750用于采集外部光强信号并转化为数字信号传递给单片机处理模块并在LCD显示屏上显示。
8.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述LED调光单元采用TI公司的tps61500LED驱动芯片。
9.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述LCD显示屏采用LCD1602液晶显示屏。
10.根据权利要求1所述的光控百叶窗发电照明系统，其特征在于：所述舵机选用MG995舵机。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104812135A (zh) * 2015-04-20 2015-07-29 北华大学 一种光纤采光智能照明系统
CN105888306A (zh) * 2016-05-17 2016-08-24 刘玉航 一种富氧学习舱
CN106812445A (zh) * 2016-12-22 2017-06-09 重庆电子工程职业学院 室内光照自动调节窗及其光照调节方法
CN108302424A (zh) * 2018-01-22 2018-07-20 淄博职业学院 一种太阳能照明灯系统
CN108825109A (zh) * 2018-06-04 2018-11-16 珠海格力电器股份有限公司 一种窗帘升降控制系统及方法
CN109767696A (zh) * 2018-12-27 2019-05-17 山东欣立得光电科技有限公司 一种室内小间距led显示屏
CN114190753A (zh) * 2021-12-15 2022-03-18 深圳市佳利美电子科技有限公司 一种新能源电动窗帘系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06200680A (ja) * 1993-01-05 1994-07-19 Tetsuo Nomoto 太陽電池ブラインド
KR20040018631A (ko) * 2002-08-23 2004-03-04 정용석 액체의 밀도차를 이용하여 빛 차단 및 광고판으로사용가능한 다용도 액체막 시스템
CN201071671Y (zh) * 2007-05-18 2008-06-11 张宇威 柔性太阳能电池窗帘
CN101761306A (zh) * 2010-01-13 2010-06-30 浙江大学 一种新型太阳能百叶窗
US20140116497A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Wyatt Sanders Building Integrated Solar Aperture Fixtures

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06200680A (ja) * 1993-01-05 1994-07-19 Tetsuo Nomoto 太陽電池ブラインド
KR20040018631A (ko) * 2002-08-23 2004-03-04 정용석 액체의 밀도차를 이용하여 빛 차단 및 광고판으로사용가능한 다용도 액체막 시스템
CN201071671Y (zh) * 2007-05-18 2008-06-11 张宇威 柔性太阳能电池窗帘
CN101761306A (zh) * 2010-01-13 2010-06-30 浙江大学 一种新型太阳能百叶窗
US20140116497A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 Wyatt Sanders Building Integrated Solar Aperture Fixtures

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104812135A (zh) * 2015-04-20 2015-07-29 北华大学 一种光纤采光智能照明系统
CN105888306A (zh) * 2016-05-17 2016-08-24 刘玉航 一种富氧学习舱
CN106812445A (zh) * 2016-12-22 2017-06-09 重庆电子工程职业学院 室内光照自动调节窗及其光照调节方法
CN106812445B (zh) * 2016-12-22 2019-04-02 重庆电子工程职业学院 室内光照自动调节窗及其光照调节方法
CN108302424A (zh) * 2018-01-22 2018-07-20 淄博职业学院 一种太阳能照明灯系统
CN108825109A (zh) * 2018-06-04 2018-11-16 珠海格力电器股份有限公司 一种窗帘升降控制系统及方法
CN109767696A (zh) * 2018-12-27 2019-05-17 山东欣立得光电科技有限公司 一种室内小间距led显示屏
CN114190753A (zh) * 2021-12-15 2022-03-18 深圳市佳利美电子科技有限公司 一种新能源电动窗帘系统
CN114190753B (zh) * 2021-12-15 2023-02-14 深圳市佳利美电子科技有限公司 一种新能源电动窗帘系统

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