CN106907676A - 太阳能led楼道灯 - Google Patents

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Abstract

本发明的太阳能LED楼道灯，包括太阳能发电模块和声控LED灯模块，所述的太阳能发电模块包括太阳能电池板、蓄电池和电压输出电路，所述太阳能电池板的输出端分别连接蓄电池和电压输出电路，所述电压输出电路的输出端为整个声控LED灯模块提供电力供应；所述的声控LED灯模块包括声控信号产生电路、延时电路和LED驱动电路，所述的声控信号产生电路和LED驱动电路分别连接延时电路。该系统使用新能源、新光源、环保锂电池使整个装置具有节能、环保、低压安全电压供电等特点，适用于小功率用电场所。

Description

太阳能LED楼道灯
技术领域
本发明涉及属于电子控制和照明装置领域，具体地说是一款太阳能LED楼道灯。
背景技术
随着太阳能照明技术发展与进步，太阳能照明应用越来越广泛。太阳能照明具有节约能源，安装灵活，和传统照明比较省去挖沟埋缆、系统配电等工程；低压直流供电，使用安全；特别是采用LED光源，使系统更具有使用寿命长，光效高，光亮度可调等优点。
我国居民楼楼道照明大都采用声、光控照明装置，但很少装置应急照明灯，存在的突出问题是停电时不能实现照明。目前我国多层楼居多，以6层最多，5层、4层的也常见。由于多层楼建设时间较长，在用电方面存在的问题较多，如供电公司线路维修停电、用户超负荷用电造成楼道跳闸致使整个楼道用户停电的事情时有发生。夜间楼道失去照明，会造成行走不便，甚至摔伤危险，雷雨天、地震等原因造成停电时，夜间楼道照明更显示出其必要性。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明的目的在于提供一种小功率实用型太阳能LED楼道灯，采用的是光伏发电，所以楼道照明不受市电停电的影响。同时采用蓄电池储存电能，楼道内也不用另外架设应急照明设施。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：太阳能LED楼道灯，包括太阳能发电模块和声控LED灯模块，所述的太阳能发电模块包括太阳能电池板、蓄电池和电压输出电路，所述太阳能电池板的输出端分别连接蓄电池和电压输出电路，所述电压输出电路的输出端为整个声控LED灯模块提供电力供应；所述的声控LED灯模块包括声控信号产生电路、延时电路和LED驱动电路，所述的声控信号产生电路和LED驱动电路分别连接延时电路；所述的太阳能电池板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面。
优选地，所述凸透镜层上的六棱凸透镜的焦点都落在太阳能电池板上。
优选地，所述的电压输出电路包括二极管D1、二极管D2、继电器J1、二极管D3，二极管D1的正极和二极管D2的正极分别连接太阳能电池板的正极，二极管D1的负极通过继电器J1的常闭触点J1-0连接电压输出正极接线端，二极管D2的负极连接二极管D3负极，二极管D3正极分别接地和电压输出负极接线端，继电器J1与二极管D3并联。
优选地，所述的延时电路采用NE555延时芯片。
优选地，所述的声控信号产生电路包括电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R3、麦克风MIC、电容C1、电容C2、电容C3、三极管G1，麦克风MIC的负极接地，麦克风MIC的正极分别连接电容C1一端和电阻R2一端，电阻R2另一端接电压输出正极接线端，电容C1另一端分别接三极管G1基极和电阻R3一端，电阻R3另一端分别接三极管G1集电极、电阻R4一端、NE555延时芯片第二引脚，三极管G1发射极接地，电阻R4另一端接电压输出正极接线端，电容C2一端接地，电容C2另一端分别接电阻R5一端、NE555延时芯片第六引脚、NE555延时芯片第七引脚，电阻R5另一端接电压输出正极接线端，电容C3一端接地，电容C3另一端接NE555延时芯片第五引脚。
优选地，所述的LED驱动电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管G2、三极管G3，电阻R6一端接NE555延时芯片第三引脚，电阻R6另一端接三极管G2基极，三极管G2集电极接三极管G3集电极，三极管G2发射极接三极管G3基极，三极管G3发射极接地，电阻R7一端接电压输出正极接线端，电阻R7另一端接LED1正极，LED1负极接LED2正极，LED2负极接三极管G3集电极，电阻R8一端接电压输出正极接线端，电阻R8另一端接LED3正极，LED3负极接LED4正极，LED4负极接三极管G3集电极，电阻R9一端接电压输出正极接线端，电阻R9另一端接LED5正极，LED5负极接LED6正极，LED6负极接三极管G3集电极。
本发明的有益效果是：
1、利用成熟技术--锂电池保护板，使充放电保护电路非常简单且可靠性高：利用光伏板输出电压控制LED灯电源，电路非常简单且非常适合使用环境的需要。
2、成套装置低压供电，使用安全、节能环保、电路简约可靠，成本低廉。
3、该装置针对楼道灯功率小、亮灯时间短的特点进行设计，适用于小空间照明场所。
4、本发明的太阳能电池板其上具有向上拱起的半球状或者半椭球状的凸透镜层，一方面凸透镜具有聚光能力，能够增加太阳能电池板的光照强度，另一方面向上拱起的半球状或者半椭球状曲面能够增加受光面积，从而也能增加太阳能电池板的光照强度，光照强度增加，太阳能电池板的光电转化效率也增加。
附图说明
图 1是本发明的电路原理图。
图 2为太阳能电池板的具体结构。
具体实施方式
如 图 1所示的太阳能LED楼道灯，包括太阳能发电模块和声控LED灯模块，所述的太 阳能发电模块包括太阳能电池板、蓄电池和电压输出电路，所述太阳能电池板的输出端分别连接蓄电池和电压输出电路，所述电压输出电路的输出端为整个声控LED灯模块提供电力供应；所述的声控LED灯模块包括声控信号产生电路、延时电路和LED驱动电路，所述的声控信号产生电路和LED驱动电路分别连接延时电路。如图 2所示，所述的太阳能电池板8为圆形，其上设有凸透镜层81，所述的凸透镜层81是由焦距不同的六棱形凸透镜82组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板8为椭圆形，其上设有凸透镜层81，所述的凸透镜层81是由焦距不同的六棱形凸透镜82组成的向上拱起的半椭球状曲面。
所述凸透镜层81上的六棱凸透镜82的焦点都落在太阳能电池板8上。
所述的电压输出电路包括二极管D1、二极管D2、继电器J1、二极管D3，二极管D1的正极和二极管D2的正极分别连接太阳能电池板的正极，二极管D1的负极通过继电器J1的常闭触点J1-0连接电压输出正极接线端，二极管D2的负极连接二极管D3负极，二极管D3正极分别接地和电压输出负极接线端，继电器J1与二极管D3并联。
所述的延时电路采用NE555延时芯片。
所述的声控信号产生电路包括电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R3、麦克风MIC、电容C1、电容C2、电容C3、三极管G1，麦克风MIC的负极接地，麦克风MIC的正极分别连接电容C1一端和电阻R2一端，电阻R2另一端接电压输出正极接线端，电容C1另一端分别接三极管G1基极和电阻R3一端，电阻R3另一端分别接三极管G1集电极、电阻R4一端、NE555延时芯片第二引脚，三极管G1发射极接地，电阻R4另一端接电压输出正极接线端，电容C2一端接地，电容C2另一端分别接电阻R5一端、NE555延时芯片第六引脚、NE555延时芯片第七引脚，电阻R5另一端接电压输出正极接线端，电容C3一端接地，电容C3另一端接NE555延时芯片第五引脚。
所述的LED驱动电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管G2、三极管G3，电阻R6一端接NE555延时芯片第三引脚，电阻R6另一端接三极管G2基极，三极管G2集电极接三极管G3集电极，三极管G2发射极接三极管G3基极，三极管G3发射极接地，电阻R7一端接电压输出正极接线端，电阻R7另一端接LED1正极，LED1负极接LED2正极，LED2负极接三极管G3集电极，电阻R8一端接电压输出正极接线端，电阻R8另一端接LED3正极，LED3负极接LED4正极，LED4负极接三极管G3集电极，电阻R9一端接电压输出正极接线端，电阻R9另一端接LED5正极，LED5负极接LED6正极，LED6负极接三极管G3集电极。
上述方案的运行原理为：
太阳能独立发电部分：有光照时，太阳能电池板产的生电能通过隔离二极管D1给蓄电 池E充电，E储存电能。E是带充放电保护板的锂电池。电阻R1和稳压管W1是超高压保护，在保护板端电压超过允许最高电压时起保护作用。二极管D2、继电器J1组成输出电压控制电路。有光照时，光伏板有电压输出，J1线圈中有电流通过，J1工作，J1的常闭触点J1-0断开，切断蓄电池至楼道灯的供电回路，楼道灯不能点亮；无光照或光线较暗时，光伏板输出电压不能推动J1工作，J1的常闭触点J1-0是闭合的，蓄电池至楼道灯的供电回路接通，楼道灯是否点亮还要受声控制，后面在声控LED灯说明是在做详细介绍。
LED灯部分：驻极体话筒MIC、三极管G1、电阻R2、R3、R4和电容C1等组成声控脉冲触发电路；集成电路NE555、电阻R5、C2、C3等组成单稳态延时电路；三极管G2、G3和电阻R6、R7组成LED驱动电路。整个电路的电源由蓄电池E提供。
夜晚或白天光线较暗时，LED灯得到供电。电路设计三极管G1的偏置电阻R2取值较大，G1为截止状态，集电极输出高电压，与之相连的NE555的2脚为高电压，因为2脚为低电位触发端，所以单稳态电路处于稳态。电容C2两端通过NE555的7脚、1脚被NE555内部导通的三极管短路，NE555的3脚输出低电平，G2、G3组成的复合管(达林顿管)LED驱动电路无偏流处于截止状态，LED不发光。
当有突发声响时，声波被驻极体话筒接收，并转换成微弱电信号，该信号的正半周经G1放大后，从G1集电极输出负脉冲，NE555的2脚获得瞬间的低电平(＜1/3E供电电压)触发信号，使NE555组成的单稳态电路受触发进入暂稳态(即延时状态)，NE555的3脚输出高电平，G2、G3复合管获得获得获得偏流而导通，此时G3设计为饱和导通状态，LED1-6发光。随着NE555的3脚变成高电平，NE555内部导通的三极管截止，解除对电容C2的短路，蓄电池E通过R3向电容C2开始充电，当C2两端的充电电压(即NE555的高电位触发端6脚电平)达到2/3E供电电压时，单稳态电路翻转恢复稳态，NE555内部三极管重新导通，C2通过NE555的7、1脚放电并再次被短路，NE555的3脚重新输出低电平，导通到失去偏流而截至，LED无电流流过自动熄灭。LED每次延时点亮的时间长短，由单稳态电路中电阻R5、电容器C2的时间常数确定，可通过调整R5或C2的值，使楼道灯每次点亮的时间在40-60秒。
最后说明一下，该装置是配套系统，太阳能独立发电部分是一个整体部件，一般置于楼顶，新开工楼房可以一并设计楼道灯供电线路。对于旧楼，在更换LED楼道灯的同时，必须断开市电供电电源，然后将楼道灯供电线接到楼顶太阳能独立发电部分的电压输出端子。

Claims (6)

1.太阳能LED楼道灯，其特征在于，包括太阳能发电模块和声控LED灯模块，所述的太阳能发电模块包括太阳能电池板、蓄电池和电压输出电路，所述太阳能电池板的输出端分别连接蓄电池和电压输出电路，所述电压输出电路的输出端为整个声控LED灯模块提供电力供应；所述的声控LED灯模块包括声控信号产生电路、延时电路和LED驱动电路，所述的声控信号产生电路和LED驱动电路分别连接延时电路；所述的太阳能电池板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面。
2.根据权利要求1所述的太阳能LED楼道灯，其特征在于：所述凸透镜层上的六棱凸透镜的焦点都落在太阳能电池板上。
3.根据权利要求1所述的太阳能LED楼道灯，其特征在于，所述的电压输出电路包括二极管D1、二极管D2、继电器J1、二极管D3，二极管D1的正极和二极管D2的正极分别连接太阳能电池板的正极，二极管D1的负极通过继电器J1的常闭触点J1-0连接电压输出正极接线端，二极管D2的负极连接二极管D3负极，二极管D3正极分别接地和电压输出负极接线端，继电器J1与二极管D3并联。
4.根据权利要求1或3所述的太阳能LED楼道灯，其特征在于，所述的延时电路采用NE555延时芯片。
5.根据权利要求4所述的太阳能LED楼道灯，其特征在于，所述的声控信号产生电路包括电阻R2、电阻R4、电阻R5、电阻R3、麦克风MIC、电容C1、电容C2、电容C3、三极管G1，麦克风MIC的负极接地，麦克风MIC的正极分别连接电容C1一端和电阻R2一端，电阻R2另一端接电压输出正极接线端，电容C1另一端分别接三极管G1基极和电阻R3一端，电阻R3另一端分别接三极管G1集电极、电阻R4一端、NE555延时芯片第二引脚，三极管G1发射极接地，电阻R4另一端接电压输出正极接线端，电容C2一端接地，电容C2另一端分别接电阻R5一端、NE555延时芯片第六引脚、NE555延时芯片第七引脚，电阻R5另一端接电压输出正极接线端，电容C3一端接地，电容C3另一端接NE555延时芯片第五引脚。
6.根据权利要求5所述的太阳能LED楼道灯，其特征在于，所述的LED驱动电路包括电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、三极管G2、三极管G3，电阻R6一端接NE555延时芯片第三引脚，电阻R6另一端接三极管G2基极，三极管G2集电极接三极管G3集电极，三极管G2发射极接三极管G3基极，三极管G3发射极接地，电阻R7一端接电压输出正极接线端，电阻R7另一端接LED1正极，LED1负极接LED2正极，LED2负极接三极管G3集电极，电阻R8一端接电压输出正极接线端，电阻R8另一端接LED3正极，LED3负极接LED4正极，LED4负极接三极管G3集电极，电阻R9一端接电压输出正极接线端，电阻R9另一端接LED5正极，LED5负极接LED6正极，LED6负极接三极管G3集电极。
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