CN109246897A - 一种太阳能led路灯控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能LED路灯控制器，解决了现有太阳能LED路灯照明时间不合理，致使能源浪费和路面不清晰的问题。其方案是，包括数据采集模块、光控模块、主控模块、显示模块和过充过放控制模块，所述数据采集模块与主控模块连接，光控模块与主控模块连接，主控模块与显示模块连接，主控模块与过充过放控制模块连接；本发明采用光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED路灯的开启与关闭，既保证了路面的照明，又节省了电能，过充过放控制模块对蓄电池的过充电和过放电的保护，显示模块可以显示蓄电池的电压和当前时间，该太阳能LED路灯控制器性能稳定，实时性高、节能、环保、具有良好的应用前景。

Description

一种太阳能LED路灯控制器

技术领域

本发明涉及LED路灯照明技术领域，特别是一种太阳能LED路灯控制器。

背景技术

我国经济的高速发展，必然伴随着能源的大量消耗，节约能源和保护环境一直是我国政府坚持的基本国策，目前国家大力倡导既环保又再生的能源的开发与使用，特别是太阳能的应用。

太阳能路灯是利用阳光产生电的太阳能电池、储存太阳能电池所产生的电的蓄电池、由蓄电池供电以发光的照明装置、以及支撑太阳能电池、蓄电池和照明装置的支柱所组成，以这种方式构成的太阳能路灯将太阳能电池产生的电储存在蓄电池内，然后将电由蓄电池供给到照明装置，从而驱动照明装置，但很多地方的太阳能LED路灯由于采光、控制不合理，使得太阳能LED路灯要么照明时间过长，浪费了能源，要么太阳能LED路灯照明时间过短，致使路面不够清晰，造成不必要的交通事故，现提供一种采光、控制合理的使LED路灯在合理的时间段内照明的一种太阳能LED路灯控制器。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种太阳能LED路灯控制器，有效解决了现有太阳能LED路灯照明时间不合理，致使能源浪费和路面不清晰的问题。

其技术方案是，包括数据采集模块、光控模块、主控模块、显示模块和过充过放控制模块，所述数据采集模块与主控模块连接，光控模块与主控模块连接，主控模块与显示模块连接，主控模块与过充过放控制模块连接；

所述过充过放控制模块包括PNP型三极管Q2、发光二极管D1、PNP型三极管Q3、发光二极管D2、继电器RL1、继电器RL2、太阳能电池板B1、蓄电池B2、LED灯L1和三端稳压集成电路U2，所述太阳能电池板B1的正极与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与三端稳压集成电路U2的1引脚，三端稳压集成电路U2的1引脚经电解电容C8接地GND，三端稳压集成电路U2的1引脚经电容C9接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚经电解电容C7接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚经电容C6接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚为输出端VCC，三端稳压集成电路U2的2引脚接地GND，三端稳压集成电路U2的1引脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端接地GND，电阻R16的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端接地GND，电容C10的一端与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端为输出端IN0，三端稳压集成电路U2的1引脚经熔断器FU1与蓄电池B2连接，蓄电池B2接地GND，太阳能电池板B1的负极与继电器RL1的常闭触点的一端连接，继电器RL1的常闭触点的另一端接地GND，继电器RL1的线圈的一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，继电器RL1的线圈的另一端与PNP型三极管Q6的集电极连接，PNP型三极管Q6的发射极接地GND，PNP型三极管Q6的基极经稳压二极管D3接地GND，PNP型三极管Q6的基极经电容C4接地GND，PNP型三极管Q6的基极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与NPN型三极管Q5的集电极连接，NPN型三极管Q5的发射极接地GND，NPN型三极管Q5的集电极经电阻R10与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q5的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与NPN型三极管Q4的集电极连接，NPN型三极管Q4的集电极与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q4的发射极接地GND，NPN型三极管Q4的基极与PNP型三极管Q2的发射极连接，PNP型三极管Q2的集电极经电阻R3接地GND，PNP型三极管Q2的发射极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，PNP型三极管Q2的基极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端为出线端P2.7，三端稳压集成电路U2的1引脚与LED灯L1的一端连接，LED灯L1的另一端与继电器RL2的常闭触点的一端连接，继电器RL2的常闭触点的另一端接地GND，继电器RL2的线圈的一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，继电器RL2的线圈的另一端与PNP型三极管Q9的集电极连接，PNP型三极管Q9的发射极接地GND，PNP型三极管Q9的基极经稳压二极管D5接地GND，PNP型三极管Q9的基极经电容C5接地GND，PNP型三极管Q9的基极与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与NPN型三极管Q8的集电极连接，NPN型三极管Q8的集电极与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q8的发射极接地GND，NPN型三极管Q8的基极经电阻R12与NPN型三极管Q7的集电极连接，NPN型三极管Q7的集电极经电阻R13与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q7的发射极接地GND，NPN型三极管Q7的基极与PNP型三极管Q3的发射极连接，PNP型三极管Q3的发射极经电阻R7与发光二极管D2的负极连接，发光二极管D2的正极与三端稳压集成电路U2的3引脚连接，PNP型三极管Q3的集电极经电阻R6接地GND，PNP型三极管Q3的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为出线端P2.6；

所述数据采集模块和主控模块包括型号为AT89C51的单片机U1和型号为ADC0809的模数转换芯片U5，所述型号为AT89C51的单片机U1的19引脚与电容C1的一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的19引脚与晶振X1的一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的18引脚与晶振X1的另一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的18引脚与电容C2的一端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端都接地GND，型号为AT89C51的单片机U1的9引脚经电阻R20接地GND，型号为AT89C51的单片机U1的9引脚经电容C3接出线端VCC，型号为AT89C51的单片机U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的21引脚、20引脚、19引脚、18引脚、8引脚、15引脚、14引脚和17引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的21引脚、22引脚、23引脚和24引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的25引脚、24引脚、23引脚和22引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的25引脚和26引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的6引脚和9引脚连接，型号为ADC0809的模数转换芯片U5的13引脚和16引脚都接地GND；

所述光控模块包括电阻R1和光敏电阻LDR1，所述光敏电阻LDR1的一端接出线端VCC，光敏电阻LDR1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端接地GND，电阻R1的一端与型号为AT89C51的单片机U1的14引脚连接。

本发明采用光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED路灯的开启与关闭，既保证了路面的照明，又节省了电能，过充过放控制模块对蓄电池的过充电和过放电的保护，显示模块可以显示蓄电池的电压和当前时间，该太阳能LED路灯控制器性能稳定，实时性高、节能、环保、具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的过充过放控制模块的电路连接图；

图3为本发明的数据采集模块和主控模块的电路连接图；

图4为本发明的光控模块的电路连接图；

图5为本发明的显示电路的电路连接图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

现结合附图1至图5所示，本发明的一种太阳能LED路灯控制器，所述显示电路包括12864液晶显示屏LCD1和电位器RV1，所述12864液晶显示屏LCD1的10引脚、11引脚、12引脚、13引脚、14引脚、15引脚、16引脚和17引脚分别与型号为AT89C51的单片机U1的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚、5引脚、6引脚、7引脚和8引脚连接，12864液晶显示屏LCD1的1引脚、5引脚、6引脚、7引脚和8引脚分别与型号为AT89C51的单片机U1的10引脚、16引脚、17引脚、14引脚和15引脚连接，12864液晶显示屏LCD1的18引脚与电位器RV1的最大值端连接，电位器RV1的滑动触头与12864液晶显示屏LCD1的4引脚连接，12864液晶显示屏LCD1的2引脚和9引脚都接出线端VCC。

本发明的工作原理是：

本发明中型号为AT89C51的单片机U1的P1口向12864液晶显示屏LCD1发送显示数据，型号为AT89C51的单片机U1的P0口连接型号为ADC0809的模数转换芯片U5的数据输出端，用于接收模数转换的数据，型号为AT89C51的单片机U1的30引脚与ADC0809的模数转换芯片U5的10引脚CLOCK端连接，用于给ADC0809的模数转换芯片U5提供时钟信号，型号为AT89C51的单片机U1的26引脚和27引脚分别用于过放过充电路，通过型号为AT89C51的单片机U1的26引脚和27引脚的高低电平，对蓄电池B2进行过充过放保护和对发光二极管D1、发光二极管D2亮灭控制，发光二极管D1表示蓄电池过充电状态，发光二极管D2表示蓄电池过放电状态，型号为AT89C51的单片机U1的21引脚、22引脚和23引脚控制ADC0809的模数转换芯片U5的25引脚、24引脚和23引脚，选择ADC0809的模数转换芯片U5的26引脚（模拟输入IN0端）作为模拟信号输入端，ADC0809的模数转换芯片U5的通过内部AD转换，将模拟电压信号转换成数字信号，并通过数据口传送给型号为AT89C51单片机U1，型号为AT89C51单片机U1通过处理后控制12864液晶显示屏LCD1显示和充放电控制端；利用型号为AT89C51单片机U1的低电平硬低于0.8V，通过光敏电阻LDR1和电阻R1串联，通过检测电阻R1的两端的电压来判断白天与黑夜，当黑夜时，电阻R1两端的电压低于0.8V，此时通过型号为AT89C51的单片机U1的27引脚为低电平，LED灯L1亮，否则LED灯L1灭。

本发明在使用时，

在白天时，由于光敏电阻LDR1的电阻值小，此时电阻R1两端的电压高于0.8V，输入型号为AT89C51的单片机U1的14引脚为高电平，型号为AT89C51的单片机U1的27引脚为高电平，无法启动LED灯L1，LED灯L1保持熄灭的状态，由白天转至黑夜时，随着光照强度的逐步变弱，光敏电阻LDR1的电阻值变大，直至电阻R1两端的电压低于0.8V，输入型号为AT89C51的单片机U1的14引脚为低电平，型号为AT89C51的单片机U1的27引脚为低电平，启动LED灯L1，LED亮，由黑夜转白天时，随着光照强度的逐步变强，光敏电阻LDR1的电阻值变小，直至电阻R1两端的电压高于0.8V，LED灯L1熄灭，有效解决了现有太阳能LED路灯照明时间不合理，致使能源浪费和路面不清晰的问题，根据外界环境光照的变化，自动控制LED路灯的开启与关闭，既保证了路面的照明，又节省了电能。

过充电过放电控制电路为了对蓄电池进行过充过放保护，发光二极管D1亮表示蓄电池B2处于过充电状态，停止对蓄电池B2进行充电，发光二极管D2亮表示蓄电池B2处于过放电状态，蓄电池B2停止向LED灯L1供电，延长蓄电池B2的使用寿命，显示模块中的12864液晶显示屏显示当前时间和蓄电池B2的当前电压。

本发明采用光敏电阻感知外界环境亮度，实现LED路灯的开启与关闭，既保证了路面的照明，又节省了电能，过充过放控制模块对蓄电池的过充电和过放电的保护，显示模块可以显示蓄电池的电压和当前时间，该太阳能LED路灯控制器性能稳定，实时性高、节能、环保、具有良好的应用前景。

Claims (2)

1.一种太阳能LED路灯控制器，包括数据采集模块、光控模块、主控模块、显示模块和过充过放控制模块，所述数据采集模块与主控模块连接，光控模块与主控模块连接，主控模块与显示模块连接，主控模块与过充过放控制模块连接；其特征在于，所述过充过放控制模块包括PNP型三极管Q2、发光二极管D1、PNP型三极管Q3、发光二极管D2、继电器RL1、继电器RL2、太阳能电池板B1、蓄电池B2、LED灯L1和三端稳压集成电路U2，所述太阳能电池板B1的正极与二极管D4的正极连接，二极管D4的负极与三端稳压集成电路U2的1引脚，三端稳压集成电路U2的1引脚经电解电容C8接地GND，三端稳压集成电路U2的1引脚经电容C9接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚经电解电容C7接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚经电容C6接地GND，三端稳压集成电路U2的3引脚为输出端VCC，三端稳压集成电路U2的2引脚接地GND，三端稳压集成电路U2的1引脚与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端与电阻R17的一端连接，电阻R17的另一端接地GND，电阻R16的另一端与电容C10的一端连接，电容C10的另一端接地GND，电容C10的一端与电阻R18的一端连接，电阻R18的另一端为输出端IN0，三端稳压集成电路U2的1引脚经熔断器FU1与蓄电池B2连接，蓄电池B2接地GND，太阳能电池板B1的负极与继电器RL1的常闭触点的一端连接，继电器RL1的常闭触点的另一端接地GND，继电器RL1的线圈的一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，继电器RL1的线圈的另一端与PNP型三极管Q6的集电极连接，PNP型三极管Q6的发射极接地GND，PNP型三极管Q6的基极经稳压二极管D3接地GND，PNP型三极管Q6的基极经电容C4接地GND，PNP型三极管Q6的基极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与NPN型三极管Q5的集电极连接，NPN型三极管Q5的发射极接地GND，NPN型三极管Q5的集电极经电阻R10与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q5的基极与电阻R8的一端连接，电阻R8的另一端与NPN型三极管Q4的集电极连接，NPN型三极管Q4的集电极与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q4的发射极接地GND，NPN型三极管Q4的基极与PNP型三极管Q2的发射极连接，PNP型三极管Q2的集电极经电阻R3接地GND，PNP型三极管Q2的发射极与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，PNP型三极管Q2的基极与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端为出线端P2.7，三端稳压集成电路U2的1引脚与LED灯L1的一端连接，LED灯L1的另一端与继电器RL2的常闭触点的一端连接，继电器RL2的常闭触点的另一端接地GND，继电器RL2的线圈的一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，继电器RL2的线圈的另一端与PNP型三极管Q9的集电极连接，PNP型三极管Q9的发射极接地GND，PNP型三极管Q9的基极经稳压二极管D5接地GND，PNP型三极管Q9的基极经电容C5接地GND，PNP型三极管Q9的基极与电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端与NPN型三极管Q8的集电极连接，NPN型三极管Q8的集电极与电阻R14的一端连接，电阻R14的另一端与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q8的发射极接地GND，NPN型三极管Q8的基极经电阻R12与NPN型三极管Q7的集电极连接，NPN型三极管Q7的集电极经电阻R13与三端稳压集成电路U2的1引脚连接，NPN型三极管Q7的发射极接地GND，NPN型三极管Q7的基极与PNP型三极管Q3的发射极连接，PNP型三极管Q3的发射极经电阻R7与发光二极管D2的负极连接，发光二极管D2的正极与三端稳压集成电路U2的3引脚连接，PNP型三极管Q3的集电极经电阻R6接地GND，PNP型三极管Q3的基极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为出线端P2.6；所述数据采集模块和主控模块包括型号为AT89C51的单片机U1和型号为ADC0809的模数转换芯片U5，所述型号为AT89C51的单片机U1的19引脚与电容C1的一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的19引脚与晶振X1的一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的18引脚与晶振X1的另一端连接，型号为AT89C51的单片机U1的18引脚与电容C2的一端连接，电容C1的另一端和电容C2的另一端都接地GND，型号为AT89C51的单片机U1的9引脚经电阻R20接地GND，型号为AT89C51的单片机U1的9引脚经电容C3接出线端VCC，型号为AT89C51的单片机U1的39引脚、38引脚、37引脚、36引脚、35引脚、34引脚、33引脚和32引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的21引脚、20引脚、19引脚、18引脚、8引脚、15引脚、14引脚和17引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的21引脚、22引脚、23引脚和24引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的25引脚、24引脚、23引脚和22引脚连接，型号为AT89C51的单片机U1的25引脚和26引脚分别与型号为ADC0809的模数转换芯片U5的6引脚和9引脚连接，型号为ADC0809的模数转换芯片U5的13引脚和16引脚都接地GND；所述光控模块包括电阻R1和光敏电阻LDR1，所述光敏电阻LDR1的一端接出线端VCC，光敏电阻LDR1的另一端与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端接地GND，电阻R1的一端与型号为AT89C51的单片机U1的14引脚连接。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能LED路灯控制器，其特征在于，所述显示电路包括12864液晶显示屏LCD1和电位器RV1，所述12864液晶显示屏LCD1的10引脚、11引脚、12引脚、13引脚、14引脚、15引脚、16引脚和17引脚分别与型号为AT89C51的单片机U1的1引脚、2引脚、3引脚、4引脚、5引脚、6引脚、7引脚和8引脚连接，12864液晶显示屏LCD1的1引脚、5引脚、6引脚、7引脚和8引脚分别与型号为AT89C51的单片机U1的10引脚、16引脚、17引脚、14引脚和15引脚连接，12864液晶显示屏LCD1的18引脚与电位器RV1的最大值端连接，电位器RV1的滑动触头与12864液晶显示屏LCD1的4引脚连接，12864液晶显示屏LCD1的2引脚和9引脚都接出线端VCC。