CN108171995A - 跟踪光线变化的led交通信号灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种跟踪光线变化的LED交通信号灯，其特征包括12V直流电源、环境亮度检测电路、亮度信号放大电路、发光二极管功率驱动电路。本发明所述的跟踪光线变化的LED交通信号灯，它是根据环境光线的照度，采取感光电路自动调节交通信号灯的发光亮度。在白天环境光线充足时能自动增加发光亮度，当环境光线照度较弱或天黑时，发光二极管LED能自动降低发光亮度。若遇到阴雨天或雾霾天，或是起雾天等天气时，它能自动适当提高发光二极管的发光亮度，使发光二极管LED交通信号灯能更好地指挥道路交通的目的。

Description

跟踪光线变化的LED交通信号灯
技术领域
本发明属于电子技术与照明技术领域，是关于一种跟踪光线变化的LED交通信号灯。
背景技术
现在城市道路交通信号灯多使用性能可靠又节能的LED发光二极管。但是，传统的LED发光二极管交通信号灯的发光亮度，它无论在白天还是在夜晚均是固定不变的，在白天时LED发光二极管发光亮度显得不够亮，而到了夜晚其发光亮度又显得特别太明亮、太过晃眼，反而不利于自动指挥道路交通。那么如何解决这种普遍存在的现象呢？
本发明所述的跟踪光线变化的LED交通信号灯，它是根据环境光线的照度，采取感光电路自动调节交通信号灯的发光亮度。在白天环境光线充足时能自动增加发光亮度，当环境光线照度较弱或天黑时，发光二极管LED能自动降低发光亮度。若遇到阴雨天或雾霾天，或是起雾天等天气时，它能自动适当提高发光二极管的发光亮度，使发光二极管LED交通信号灯能更好地指挥道路交通的目的。
以下详细说明本发明所述的跟踪光线变化的LED交通信号灯在实施过程中所涉及必要的、关键性技术内容。
发明内容
发明目的及有益效果：本发明所述的跟踪光线变化的LED交通信号灯，它是根据环境光线的照度，采取感光电路自动调节交通信号灯的发光亮度。在白天环境光线充足时能自动增加发光亮度，当环境光线照度较弱或天黑时，发光二极管LED能自动降低发光亮度。若遇到阴雨天或雾霾天，或是起雾天等天气时，它能自动适当提高发光二极管的发光亮度，使发光二极管LED交通信号灯能更好地指挥道路交通的目的。
电路工作原理：跟踪光线变化的LED交通信号灯由感光电路、三极管复合放大电路和LED功率驱动电路组成，感光灵敏度通过线性电位器RP调节。在NPN型三极管VT1的基极与电路正极VCC之间接有光敏电阻RG，组成了环境亮度变化检测电路。它由PNP型三极管VT2的集电极输出高、低电平通过负载电阻R2、限流电阻R3控制着增强型N沟道场效应管VT3的导通与半导通，使高亮白色发光二极管LED1～LED60全亮或半亮。
在白天时，由于环境光线亮度较亮，光敏电阻RG受光照射时，其阻值较小，使NPN型三极管VT1的基极电压得到完全偏置电压，所以由NPN型三极管VT1、PNP型三极管VT2组成的复合放大电路开始工作，此时NPN型三极管VT1、PNP型三极管VT2和增强型N沟道场效应管VT3均导通，使高亮红色发光二极管LED1～LED60得电被完全点亮。
当环境光线亮度较暗或到夜晚时分或遇到雾霾天时，光敏电阻RG因环境光线照射不足使得其阻值增大，NPN型三极管VT1基极得不到完全的偏置电压，只能使NPN型三极管VT1、PNP型三极管VT2组成的复合放大电路部分工作，则在PNP型三极管VT2的集电极只能输出较高电压，由增强型N沟道场效应管VT3只能部分驱动高亮红色发光二极管LED1～LED60发出暗光。在PNP型三极管VT2的集电极输出低电平期间，因增强型N沟道场效应管VT3的不能完全导通，高亮红色发光二极管LED1～LED60就只能发出暗光。
在不同的环境光线条件下，光敏电阻RG的阻值同步变化，增强型N沟道场效应管VT3表现为大部分导通或半导通的状态，即：增强型N沟道场效应管VT3的导通量随着不同的环境光线同步变化，从而导致高亮红色发光二极管LED1～LED60的发光亮度也跟着同步改变。
技术特征：跟踪光线变化的LED交通信号灯，它包括12V直流电源、环境亮度检测电路、亮度信号放大电路、发光二极管功率驱动电路，其特征在于：
环境亮度检测电路：它由线性电位器RP、光敏电阻RG和电阻R1组成，NPN型三极管VT1的基极接光敏电阻RG的一端和电阻R1的一端，光敏电阻RG的另一端接线性电位器RP的一端，线性电位器RP的另一端及其活动端接电路正极VCC，电阻R1的另一端接电路地GND；
亮度信号放大电路：它由NPN型三极管VT1、PNP型三极管VT2和电阻R2组成，NPN型三极管VT1的集电极接PNP型三极管VT2的基极，NPN型三极管VT1的发射极接电路地GND，PNP型三极管VT2的发射极接电路正极VCC，PNP型三极管VT2的集电极通过电阻R2接电路地GND；
发光二极管功率驱动电路：它由电阻R3、增强型N沟道场效应管VT3和高亮红色发光二极管LED1～LED60组成，增强型N沟道场效应管VT3的栅极通过电阻R3接PNP型三极管VT2的集电极，增强型N沟道场效应管VT3的源极接电路地GND，增强型N沟道场效应管VT3的漏极接高亮红色发光二极管LED5的负极和高亮红色发光二极管LED10的负极……增强型N沟道场效应管VT3的漏极接高亮红色发光二极管LED55的负极和高亮红色发光二极管LED60的负极，高亮红色发光二极管LED1～LED5相互串连、高亮红色发光二极管LED6～LED10相互串连……高亮红色发光二极管LED51～LED55相互串连、高亮红色发光二极管LED56～LED60相互串连，高亮红色发光二极管LED1的正极和高亮红色发光二极管LED6的正极接电路正极VCC……高亮红色发光二极管LED51的正极和高亮红色发光二极管LED56的正极接电路正极VCC；
12V直流电源的正极接电路正极VCC，12V直流电源的负极接电路地GND。
附图说明
附图1是本发明提供的跟踪光线变化的LED交通信号灯一个实施例的电路工作原理图；黄色发光二极管的连接方式、高亮绿色发光二极管的连接方式与高亮红色发光二极管的连接方式完全相同。
具体实施方式
按照附图1所示的跟踪光线变化的LED交通信号灯电路工作原理图和附图说明，并按照发明内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本发明，以下结合实施例对本发明的相关技术作进一步的描述。
元器件的技术参数及其选择要求
RG为光敏电阻，光敏电阻的技术参数为亮电阻≤6KΩ，暗电阻≥1MΩ；
VT1为NPN型三极管，选用的型号为2SC9013或3DG12，要求β≥100；VT2为PNP型三极管，选用的型号为2SC9015或3DG21，要求β≥100；
VT3为增强型N沟道场效应管，选用的型号为IRFZ30；
RP为线性电位器，使用的阻值为220KΩ；
电阻R1的阻值为22KΩ；电阻R2阻值为18KΩ；电阻R3阻值为220KΩ；
LED1～LED60为高亮红色发光二极管，选用直径￠10的高亮度红色发光二极管；
选用60只￠10高亮绿色发光二极管；选用60只￠10高亮黄色发光二极管。
DC为12V直流电源，建议使用输出电流≥5A的12V直流稳压电源。
电路制作要点及电路调试
跟踪光线变化的LED交通信号灯的外壳选用适当大小塑料壳，在外壳面板上与光敏电阻RG的受光面相应部位留出感光孔，以便使环境亮度检测电路正常工作，要求光敏电阻RG的开孔处为太阳光照射不到的位置，透光孔也不能被路灯的光线干扰而误动作。
在电路调试时，首先用一片硫酸纸(半透明)遮住光敏电阻RG的受光面，用以模拟夜间和暗光环境。此时，亮度信号放大电路应开始降低放大量，使增强型N沟道场效应管VT3导通量有所下降，使得高亮红色发光二极管LED1～LED60发光亮度降低；
当移除遮挡光敏电阻RG上的硫酸纸时，亮度信号放大电路应该完全工作，使增强型N沟道场效应管VT3完全导通，高亮红色发光二极管LED1～LED60得到全部电压，说明环境亮度检测电路工作正常，整个电路即可正常使用；
接上12V直流稳压电源，缓慢调节线性电位器RP，使得在白天(晴天)高亮红色发光二极管LED1～LED60的发光亮度达到100％，夜晚高亮红色发光二极管LED1～LED60的发光亮度大约达到65％～70％即可；
增强型N沟道场效应管VT3在导通状态下，增强型N沟道场效应管VT3的源极与漏极之间压降非常小，故驱动功率很大；若感觉高亮发光二极管的发光亮度不够时，可以按照说明书附图1电路工作原理图上发光二极管的连接方式，适当增加高亮发光二极管的数量；
绿色信号灯和黄色信号灯电路的调试方法同红色信号灯一样。
本发明的电路元器件布局、电路结构设计、它的外观的形状及其尺寸大小等均不是本发明的关键技术，也不是本发明要求保护的技术内容，因不影响本发明具体实施过程，故不在说明书中一一说明。

Claims (1)

1.一种跟踪光线变化的LED交通信号灯，它包括12V直流电源、环境亮度检测电路、亮度信号放大电路、发光二极管功率驱动电路，其特征在于：
所述的环境亮度检测电路由线性电位器RP、光敏电阻RG和电阻R1组成，NPN型三极管VT1的基极接光敏电阻RG的一端和电阻R1的一端，光敏电阻RG的另一端接线性电位器RP的一端，线性电位器RP的另一端及其活动端接电路正极VCC，电阻R1的另一端接电路地GND；
所述的亮度信号放大电路由NPN型三极管VT1、PNP型三极管VT2和电阻R2组成，NPN型三极管VT1的集电极接PNP型三极管VT2的基极，NPN型三极管VT1的发射极接电路地GND，PNP型三极管VT2的发射极接电路正极VCC，PNP型三极管VT2的集电极通过电阻R2接电路地GND；
所述的发光二极管功率驱动电路由电阻R3、增强型N沟道场效应管VT3和高亮红色发光二极管LED1～LED60组成，增强型N沟道场效应管VT3的栅极通过电阻R3接PNP型三极管VT2的集电极，增强型N沟道场效应管VT3的源极接电路地GND，增强型N沟道场效应管VT3的漏极接高亮红色发光二极管LED5的负极和高亮红色发光二极管LED10的负极……增强型N沟道场效应管VT3的漏极接高亮红色发光二极管LED55的负极和高亮红色发光二极管LED60的负极，高亮红色发光二极管LED1～LED5相互串连、高亮红色发光二极管LED6～LED10相互串连……高亮红色发光二极管LED51～LED55相互串连、高亮红色发光二极管LED56～LED60相互串连，高亮红色发光二极管LED1的正极和高亮红色发光二极管LED6的正极接电路正极VCC……高亮红色发光二极管LED51的正极和高亮红色发光二极管LED56的正极接电路正极VCC；
所述的12V直流电源的正极接电路正极VCC，12V直流电源的负极接电路地GND。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112530181A (zh) * 2020-12-07 2021-03-19 安徽信息工程学院 交通信号灯及交通信号灯控制系统

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