CN107327796A - 一种基于智能控制的太阳能路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于智能控制的太阳能路灯，包括太阳能板、上杆和下杆，所述上杆和下杆通过紧固螺母组成高度可调的路灯杆，所述上杆的顶端安装有基座，基座上部设有安装板，所述的支架为两个，两个支架分别固接在基座两侧，轴承座固接在支架上，旋转板两端与轴承座分别连接，半圆形齿轮固定在旋转板的下端面。本发明基于智能控制的太阳能路灯在传统普通的太阳能路灯基础上增加了智能转向装置，使得太阳能板的光电转换效率大大提高，同时本设计使用LED灯作为光源，且灯光的开启和关闭受到智能控制，具有节能省电的功效。

Description

一种基于智能控制的太阳能路灯
技术领域
本发明涉及一种路灯，具体是一种通过DSP处理器控制，使得太阳能板的朝向随着时间智能转动的太阳能路灯。
背景技术
太阳能路灯是日常生活中一种常见的路灯，它利用太阳能发电的原理将光能转换成电能供路灯照明，节省了大量的电能，但是传统的太阳能路灯功能较为单一，太阳能电池板的方向是固定的，无法随阳光的移动而转换方向，因此能量转化率较低，遇到天气不好的情况，其电能不足以满足太阳能路灯的使用，存在一定的缺陷，给人们的生活带来了极大不便。
发明内容
本发明的目的在于提供种性能稳定、功能强大、结构简单的基于智能控制的太阳能路灯，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于智能控制的太阳能路灯，包括太阳能板、上杆和下杆，其特征在于，所述上杆和下杆通过紧固螺母组成高度可调的路灯杆，所述上杆的顶端安装有基座，基座上部设有安装板，所述的支架为两个，两个支架分别固接在基座两侧，轴承座固接在支架上，旋转板两端与轴承座分别连接，半圆形齿轮固定在旋转板的下端面，基座的上面还固定安装有电机支撑座，电机支撑座的上部固定有电机，电机的电机轴通过轴承连接在支架上，电机轴的中部还安装有丝杆，且丝杆与半圆形齿轮啮合，所述的太阳能板通过支撑杆安装在旋转板的上端面上，基座的底部一侧设有智能控制器，智能控制器安装在上杆上，上杆上部还安装有路灯支杆，路灯支杆的顶端安装有灯具，灯具内部设有多个LED灯珠，智能控制器与电机、灯具、太阳能板之间通过电路连接；智能控制器包括DSP处理器、蓄电池、时钟模块、驱动模块和继电器开关，所述DSP处理器分别连接时钟模块、蓄电池、驱动模块和继电器开关继电器开关还分别连接蓄电池和LED路灯，蓄电池还连接驱动模块，驱动模块还连接电机；驱动电路包括芯片M、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、MOS管VT1、MOS管VT2、MOS管VT3、MOS管VT4、MOS管VT5和MOS管VT6，芯片M的1脚连接电源VCC，芯片M的2脚连接DSP处理器1脚，芯片M的3脚连接DSP处理器2脚，芯片M的4脚连接DSP处理器3脚，芯片M的5脚连接DSP处理器4脚，芯片M的6脚连接DSP处理器5脚，芯片M的7脚连接DSP处理器6脚，芯片M的8脚连接电阻R1，芯片M的9脚连接电阻R2，芯片M的10脚连接电阻R3，芯片M的11脚连接电阻R4，芯片M的12脚连接电阻R5，芯片M的13脚连接电阻R6，电阻R1的另一端连接MOS管VT1的栅极，MOS管VT1的漏极连接MOS管VT4的源极和芯片M的14脚，MOS管VT1的源极连接电源VCC-1，电阻R2的另一端连接MOS管VT2的栅极，MOS管VT2的漏极连接MOS管VT5的源极和芯片M的15脚，MOS管VT2的源极连接电源VCC-1，电阻R3的另一端连接MOS管VT3的栅极，MOS管VT3的漏极连接MOS管VT6的源极和芯片M的16脚，MOS管VT3的源极连接电源VCC-1，电阻R4的另一端连接MOS管VT4的栅极，MOS管VT4的漏极连接MOS管VT5的源极和MOS管VT6的漏极，电阻R5的另一端连接MOS管VT5的栅极，电阻R6的另一端连接MOS管VT6的栅极，芯片M的17脚接地。
作为本发明的进一步方案：所述电机为步进电机。
作为本发明的进一步方案：太阳能板为单晶硅太阳能板。
作为本发明的进一步方案：所述DSP控制器型号为TMS320C1X。
作为本发明的进一步方案：所述基座为方形钢板。
作为本发明的进一步方案：芯片M为LM2917型频率-电压转换器。
作为本发明的进一步方案：所述蓄电池为镍镉蓄电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于智能控制的太阳能路灯在传统普通的太阳能路灯基础上增加了智能转向装置，其通过电机、丝杆和半圆形的齿轮组成，当电机转动时，能够带动丝杆和半圆形的齿轮转动，太阳能板固定在半圆形的齿轮上，因此电机可以带动太阳能板转动，从而达到调节太阳能板朝向的目的，电机由DSP处理器控制，其根据时钟模块的输出信号控制电机转动，在早晨使太阳能板朝向东方，随着时间推移，逐渐向西方偏转，到傍晚时就会朝向西方，使得太阳能板的光电转换效率大大提高，同时本设计使用LED灯作为光源，具有节能省电的功效，其中LED灯的开启和关闭也受到DSP处理器和时钟模块的控制。傍晚达到某一时间时自动开启LED灯，早上日出时会自动关闭，避免电能的浪费。
附图说明
图1为基于智能控制的太阳能路灯的结构图；
图2为智能控制器的内部方框图；
图3为驱动模块的电路图；
图中：1-基座、2-支架、3-丝杆、4-半圆形齿轮、5-旋转板、6-支撑杆、7-太阳能板、8-电机轴、9-电机、10-电机支撑座、11-路灯支杆、12-灯具、13-LED灯珠、14-上杆、15-紧固螺母、16-下杆、17-智能控制器、18-轴承座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～3，一种基于智能控制的太阳能路灯，包括太阳能板7、上杆14和下杆16，所述上杆14和下杆16通过紧固螺母15组成高度可调的路灯杆，所述上杆14的顶端安装有基座1，基座1上部设有支架2，所述的支架2为两个，两个支架2分别固接在基座1两侧，轴承座18固接在支架上，旋转板5两端与轴承座18分别连接，半圆形齿轮4固定在旋转板5的下端面，基座1的上面还固定安装有电机支撑座10，电机支撑座10的上部固定有电机9，电机9的电机轴8通过轴承连接在支架2上，电机轴8的中部还安装有丝杆3，且丝杆3与半圆形齿轮4啮合，所述的太阳能板7通过支撑杆6安装在旋转板5的上端面上，基座1的底部一侧设有智能控制器17，智能控制器17安装在上杆14上，上杆14上部还安装有路灯支杆11，路灯支杆11的顶端安装有灯具12，灯具12内部设有多个LED灯珠13，智能控制器17与电机9、灯具12、太阳能板7之间通过电路连接。
智能控制器17包括DSP处理器、蓄电池、时钟模块、驱动模块和继电器开关，所述DSP处理器分别连接时钟模块、蓄电池、驱动模块和继电器开关继电器开关还分别连接蓄电池和LED路灯，蓄电池还连接驱动模块，驱动模块还连接电机。
电机驱动电路包括芯片M、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、MOS管VT1、MOS管VT2、MOS管VT3、MOS管VT4、MOS管VT5和MOS管VT6，芯片M的1脚连接电源VCC，芯片M的2脚连接DSP处理器1脚，芯片M的3脚连接DSP处理器2脚，芯片M的4脚连接DSP处理器3脚，芯片M的5脚连接DSP处理器4脚，芯片M的6脚连接DSP处理器5脚，芯片M的7脚连接DSP处理器6脚，芯片M的8脚连接电阻R1，芯片M的9脚连接电阻R2，芯片M的10脚连接电阻R3，芯片M的11脚连接电阻R4，芯片M的12脚连接电阻R5，芯片M的13脚连接电阻R6，电阻R1的另一端连接MOS管VT1的栅极，MOS管VT1的漏极连接MOS管VT4的源极和芯片M的14脚，MOS管VT1的源极连接电源VCC-1，电阻R2的另一端连接MOS管VT2的栅极，MOS管VT2的漏极连接MOS管VT5的源极和芯片M的15脚，MOS管VT2的源极连接电源VCC-1，电阻R3的另一端连接MOS管VT3的栅极，MOS管VT3的漏极连接MOS管VT6的源极和芯片M的16脚，MOS管VT3的源极连接电源VCC-1，电阻R4的另一端连接MOS管VT4的栅极，MOS管VT4的漏极连接MOS管VT5的源极和MOS管VT6的漏极，电阻R5的另一端连接MOS管VT5的栅极，电阻R6的另一端连接MOS管VT6的栅极，芯片M的17脚接地。
电机9为步进电机。太阳能板7为单晶硅太阳能板。DSP控制器型号为TMS320C1X，芯片M为LM2917型频率-电压转换器。基座1为方形钢板。蓄电池为镍镉蓄电池。
本发明的工作原理是：本设计在传统普通的太阳能路灯基础上增加了智能转向装置，其通过电机9、丝杆3和半圆形齿轮4组成，当电机9转动时，能够带动丝杆3和半圆形齿轮4转动，太阳能板7固定在半圆形的齿轮4上，因此电机9可以带动太阳能板7转动，从而达到调节太阳能板7朝向的目的，电机9由DSP处理器控制，其根据时钟模块的输出信号控制电机转动，本设计采用的电机9为步进电机，其能够根据控制信号逐步动作，电机9每转动一点，丝杆3和半圆形齿轮4就会随之转动一点，太阳能板7的角度也会随之改变，例如，在早晨使太阳能板7朝向东方，随着时间推移，逐渐向西方偏转，中午时，处于水平状态，到傍晚时就会朝向西方，使得太阳能板的光电转换效率大大提高，同时本设计使用LED灯作为光源，具有节能省电的功效，其中LED灯的开启和关闭也受到DSP处理器和时钟模块的控制。傍晚达到某一时间时自动开启LED灯，早上日出时会自动关闭，DSP处理器通过控制继电器的开关来导通或关断LED灯的电气回路，避免电能的浪费，驱动电路能够控制电机的运行状态，且对其进行保护。
驱动部分电路原理，如图3所示，DSP作为控制器，处理采集到的数据和发送控制命令。芯片M首先通过三个I/O端口捕捉直流电机上的高速脉冲信号，检测转子的转动位置，并根据转子的位置发出相应的控制字来改变PWM信号的当前值，从而改变地直流电机驱动电路(控制电路MOSFET)中功率管的导通顺序，实现对电机转速和转动方向的控制。电机的码盘信号A、B通过DSP控制器的CAP1、CAP2端口进行捕捉。捕捉到的数据存放到寄存器中，通过比较捕捉到的A、B两相脉冲值可以确定当前电机的正反转状态以及转速。在系统的运行过程中，驱动保护电路会检测当前系统的运行状态。如果系统中出现过流或者欠压情况，PWM信号驱动器会启动内部保护电路，锁住后继PWM信号的输出，同时通过FAULT引脚拉低DSP控制器的PDPINT引脚电压，启动DSP控制器的电源驱动保护。这时所有的EV模块输出引脚将被硬件置为高阻态，实现对电机的保护。

Claims (7)

1.一种基于智能控制的太阳能路灯，包括太阳能板、上杆和下杆，其特征在于，所述上杆和下杆通过紧固螺母组成高度可调的路灯杆，所述上杆的顶端安装有基座，基座上部设有安装板，所述的支架为两个，两个支架分别固接在基座两侧，轴承座固接在支架上，旋转板两端与轴承座分别连接，半圆形齿轮固定在旋转板的下端面，基座的上面还固定安装有电机支撑座，电机支撑座的上部固定有电机，电机的电机轴通过轴承连接在支架上，电机轴的中部还安装有丝杆，且丝杆与半圆形齿轮啮合，所述的太阳能板通过支撑杆安装在旋转板的上端面上，基座的底部一侧设有智能控制器，智能控制器安装在上杆上，上杆上部还安装有路灯支杆，路灯支杆的顶端安装有灯具，灯具内部设有多个LED灯珠，智能控制器与电机、灯具、太阳能板之间通过电路连接；智能控制器包括DSP处理器、蓄电池、时钟模块、驱动模块和继电器开关，所述DSP处理器分别连接时钟模块、蓄电池、驱动模块和继电器开关继电器开关还分别连接蓄电池和LED路灯，蓄电池还连接驱动模块，驱动模块还连接电机；驱动电路包括芯片M、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、MOS管VT1、MOS管VT2、MOS管VT3、MOS管VT4、MOS管VT5和MOS管VT6，芯片M的1脚连接电源VCC，芯片M的2脚连接DSP处理器1脚，芯片M的3脚连接DSP处理器2脚，芯片M的4脚连接DSP处理器3脚，芯片M的5脚连接DSP处理器4脚，芯片M的6脚连接DSP处理器5脚，芯片M的7脚连接DSP处理器6脚，芯片M的8脚连接电阻R1，芯片M的9脚连接电阻R2，芯片M的10脚连接电阻R3，芯片M的11脚连接电阻R4，芯片M的12脚连接电阻R5，芯片M的13脚连接电阻R6，电阻R1的另一端连接MOS管VT1的栅极，MOS管VT1的漏极连接MOS管VT4的源极和芯片M的14脚，MOS管VT1的源极连接电源VCC-1，电阻R2的另一端连接MOS管VT2的栅极，MOS管VT2的漏极连接MOS管VT5的源极和芯片M的15脚，MOS管VT2的源极连接电源VCC-1，电阻R3的另一端连接MOS管VT3的栅极，MOS管VT3的漏极连接MOS管VT6的源极和芯片M的16脚，MOS管VT3的源极连接电源VCC-1，电阻R4的另一端连接MOS管VT4的栅极，MOS管VT4的漏极连接MOS管VT5的源极和MOS管VT6的漏极，电阻R5的另一端连接MOS管VT5的栅极，电阻R6的另一端连接MOS管VT6的栅极，芯片M的17脚接地。
2.根据权利要求1所述的一种基于智能控制的太阳能路灯，其特征在于，所述电机为步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种基于智能控制的太阳能路灯，其特征在于，所述太阳能板为单晶硅太阳能板。
4.根据权利要求1所述的一种基于智能控制的太阳能路灯，其特征在于，所述DSP控制器型号为TMS320C1X。
5.根据权利要求1所述的一种基于智能控制的太阳能路灯，其特征在于，所述芯片M为LM2917型频率-电压转换器。
6.根据权利要求1所述的一种基于智能控制的太阳能路灯，其特征在于，所述基座为方形钢板。
7.根据权利要求1所述的一种基于智能控制的太阳能路灯，其特征在于，所述蓄电池为镍镉蓄电池。
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