CN115733440A - 一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源照明技术领域，提供了一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，包括太阳能板驱动模块，所述太阳能板驱动模块包括光线识别分离电路、驱动控制芯片、驱动电路，所述驱动电路的输出端连接所述太阳能板的驱动马达，所述光线识别分离电路与所述驱动控制芯片连接，将分离识别到的太阳光和自发光信息传递给所述驱动控制芯片，所述驱动控制芯片的输出端与所述驱动电路的控制端连接，以根据太阳光和自发光信息，对所述驱动电路发出驱动信号，控制所述驱动马达转动，带动所述太阳能板运动，改变所述太阳能板对太阳光或自发光的朝向；本发明可有效提高太阳能照明的光能发电利用率。

Description

一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统

技术领域

本发明涉及新能源照明技术领域，具体而言，涉及一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统。

背景技术

太阳能作为新能源的一种，近些年得到了广泛的应用，太阳能照明由于在照明装置上设置有太阳能装置，可将太阳能转化为电能供照明使用，在楼宇、广场和公园等场所广泛使用，但现有太阳能照明的太阳能板大多面向太阳设置，太阳能装置只在太阳光充足的时候工作，利用率较低，不利于节约能源的需求。

发明内容

本发明解决的问题是如何提供一种可在白天太阳光充电，晚上自发光充电，光能发电利用率高的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统。

为解决上述问题，本发明提供一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，包括：太阳能板驱动模块，所述太阳能板驱动模块包括光线识别分离电路、驱动控制芯片、驱动电路，所述驱动电路的输出端连接所述太阳能板的驱动马达，所述光线识别分离电路与所述驱动控制芯片连接，将分离识别到的太阳光和自发光信息传递给所述驱动控制芯片，所述驱动控制芯片的输出端与所述驱动电路的控制端连接，以根据太阳光和自发光信息，对所述驱动电路发出驱动信号，控制所述驱动马达转动，带动所述太阳能板运动，改变所述太阳能板对太阳光或自发光的朝向。

进一步的，所述驱动电路有2路，其中，第一路所述驱动电路的输出端连接上下驱动马达。第二路所述驱动电路的输出端连接左右驱动马达。

进一步的，所述驱动电路包括2个三极管和4个MOS管，其中，第一三极管和第二三极管基极分别与所述驱动控制芯片连接，发射极分别接地，所述第一三极管的集电极分别于所述第一MOS管和第三MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的漏极接电源，栅极经第一电阻接电源，源极接所述驱动马达的第一端，所述第三MOS管的漏极接所述驱动马达的第一端，源极接地，所述第二三极管的集电极分别于所述第二MOS管和第四MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的漏极接电源，栅极经第二电阻接电源，源极接所述驱动马达的第二端，所述第四MOS管的漏极接所述驱动马达的第二端，源极接地。

进一步的，所述太阳能板驱动模块还包括马达开关信号检测电路，所述马达开关信号检测电路与所述驱动控制芯片连接，用于将检测到的运动到位信号传递给所述驱动控制芯片。

进一步的，所述马达开关信号检测电路包括第一光耦和第三三极管，所述第一光耦的第一输入端适于连接位置传感器，第二输入端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地，基极与所述驱动控制芯片连接，所述第一光耦的第一输出端与所述驱动控制芯片连接，第二输出端接地。

进一步的，所述可自循环发电的新能源照明智慧控制系统还包括太阳能充电电路和照明管理模块，所述太阳能充电电路的输入端与所述太阳能板电连接，输出端连接太阳能电池，以对所述太阳能电池充电；所述照明管理模块的输入端连接所述太阳能电池，输出端连接LED照明灯，用于控制所述LED照明灯的开关和亮度。

进一步的，所述照明管理模块包括照明控制芯片、LED恒压输出电路、升压供电电路和人体红外感应电路，所述升压供电电路的输入端与所述照明控制芯片连接，输出端与所述人体红外感应电路的电源端连接，所述人体红外感应电路的输出端与所述照明控制芯片连接，用于将检测到的人体靠近信息传递给所述照明控制芯片，所述LED恒压输出电路的受控端与所述照明控制芯片连接，输入端与所述太阳能电池连接，输出端与所述LED照明灯连接，以根据所述照明控制芯片的信号，控制所述LED照明灯的开关和亮度。

进一步的，所述LED恒压输出电路包括第五MOS管和限流电阻组，所述第五MOS管的栅极与所述照明控制芯片的PWM信号控制端连接，漏极接地，源极与所述LED照明灯的第二端连接，所述LED照明灯的第一端经所述限流电阻组接所述太阳能电池。

进一步的，所述照明管理模块还包括红外遥控接收电路，所述红外遥控接收电路的电源端与所述升压供电电路连接，输出端与所述照明控制芯片连接，以将接收到的远程控制信号传递给所述照明控制芯片。

进一步的，所述照明管理模块还包括电池电量检测电路和电池电量指示电路，所述电池电量检测电路的输入端与所述太阳能电池连接，输出端与照明控制芯片连接，以将检测到的电池电量信息传递给所述照明控制芯片，所述电池电量指示电路的受控端与所述照明控制芯片连接，以根据所述照明控制芯片控制来指示电池电量信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在使用时，线识别分离电路可分离识别太阳光和自发光，并将太阳光和自发光信息传递给驱动控制芯片，驱动控制芯片判断此时太阳光和自发光的强度状况，若发生变化时，对驱动电路发出控制信号，如在傍晚时，太阳光变弱，太阳能灯的自发光强于太阳光，驱动控制芯片对驱动电路发出控制信号，控制驱动马达转动，带动太阳能板运动，改变太阳能板朝向，使太阳能板朝向自发光，以更好吸收光能发电，在天亮时，太阳光强度增加，强于太阳能灯的自发光时，驱动控制芯片通过驱动电路使太阳能板运动，使太阳能板朝向太阳光，通过这种方式，可使太阳能板在太阳光较强时，通过太阳光充电，太阳光较弱如晚上使自动切换自发光充电，也就是说，本发明的太阳能板在太阳光较强时，如白天，接受太阳光照，对太阳能灯的电池进行充电后，晚上电池给灯供电，使灯发出自发光，系统监测自发光强于太阳光时，控制驱动马达转动，太阳能板运动，从而使自发光照射太阳能板，然后当再到太阳光较强时，系统控制太阳能板再转向太阳光进行发电，形成一个自循环，可有效提高新能源照明的发电效率。

附图说明

图1为本发明实施例太阳能板驱动模块的原理结构示意图；

图2为本发明实施例驱动电路的原理结构示意图；

图3为本发明实施例照明管理模块的原理结构示意图。

附图标记说明：

1-驱动控制芯片；2-光线识别分离电路；3-驱动电路；4-马达开关信号检测电路；5-太阳能充电电路；6-照明控制芯片；7- LED恒压输出电路；8-升压供电电路；9-人体红外感应电路；10-红外遥控接收电路；11-电池电量指示电路；12-电池电量检测电路。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

如图1所示，本发明提供一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，包括：太阳能板驱动模块，所述太阳能板驱动模块包括光线识别分离电路2、驱动控制芯片1、驱动电路3，所述驱动电路3的输出端连接所述太阳能板的驱动马达，所述光线识别分离电路2与所述驱动控制芯片1连接，将分离识别到的太阳光和自发光信息传递给所述驱动控制芯片1，所述驱动控制芯片1的输出端与所述驱动电路3的控制端连接，以根据太阳光和自发光信息，对所述驱动电路3发出驱动信号，控制所述驱动马达转动，带动所述太阳能板运动，改变所述太阳能板对太阳光或自发光的朝向。

需要说明的是，一般情况下，太阳能板吸收太阳光时需位于太阳能灯上方，面向太阳，吸收太阳能灯发出光线时，太阳能板需移动至太阳能灯的一侧，面向太阳能灯，在使用时，光线识别分离电路可分离识别太阳光和自发光，并将太阳光和自发光信息传递给驱动控制芯片1，驱动控制芯片1判断此时太阳光和自发光的强度状况，若发生变化时，对驱动电路3发出控制信号，如在傍晚时，太阳光变弱，太阳能灯的自发光强于太阳光，驱动控制芯片1对驱动电路3发出控制信号，控制驱动马达转动，带动太阳能板运动，改变太阳能板朝向，使太阳能板朝向自发光，以更好吸收光能发电，在天亮时，太阳光强度增加，强于太阳能灯的自发光时，驱动控制芯片1通过驱动电路3使太阳能板运动，使太阳能板朝向太阳光，通过这种方式，可使太阳能板在太阳光较强时，通过太阳光充电，太阳光较弱如晚上使自动切换自发光充电，也就是说，本发明的太阳能板在太阳光较强时，如白天，接受太阳光照，对太阳能灯的电池进行充电后，晚上电池给灯供电，使灯发出自发光，系统监测自发光强于太阳光时，控制驱动马达转动，太阳能板运动，从而使自发光照射太阳能板，然后当再到太阳光较强时，系统控制太阳能板再转向太阳光进行发电，形成一个自循环，可有效提高新能源照明的发电效率，其中，光线识别分离电路可采用型号为HJ024的光控元件，驱动控制芯片1的型号可以采用HJ002。

在本发明的一个实施例中，所述驱动电路3有2路，其中，第一路所述驱动电路3的输出端连接上下驱动马达。第二路所述驱动电路3的输出端连接左右驱动马达。

需要说明的是，本发明设置有二组直流马达驱动，一组上下马达驱动，另一组是左右马达驱动，太阳光较强，如白天时，通过驱动电路3控制二组驱动马达，上下左右带动太阳能板运动，面向太阳光充电，太阳光变弱，通过驱动电路3控制二组驱动马达，使太阳能板吸收太阳能灯的自发光，如图1所示，芯片U4为驱动控制芯片1，其A和B端口连接上下驱动马达，其C和D端口连接左右驱动马达。

在本发明的一个实施例中，所述驱动电路3包括2个三极管和4个MOS管，其中，第一三极管和第二三极管基极分别与所述驱动控制芯片1连接，发射极分别接地，所述第一三极管的集电极分别于所述第一MOS管和第三MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的漏极接电源，栅极经第一电阻接电源，源极接所述驱动马达的第一端，所述第三MOS管的漏极接所述驱动马达的第一端，源极接地，所述第二三极管的集电极分别于所述第二MOS管和第四MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的漏极接电源，栅极经第二电阻接电源，源极接所述驱动马达的第二端，所述第四MOS管的漏极接所述驱动马达的第二端，源极接地。

需要说明的是，如图2所示，图中给出了第一路驱动电路3的原理图，第二路驱动电路3的电路结构与上下驱动马达相同，其中，第一MOS管和第二MOS管为PMOS管，低电平导通，第三MOS管和第四MOS管为NMOS管，高电平导通，以第一路驱动电路3为例，当需要太阳能板运动时，驱动控制芯片1通过其A和B端口发出相应的电平控制信号，当A端口为低电平，B端口为高电平时，此时，第二三极管Q2导通，第一三极管Q1截止，第一MOS管QD1和第四MOS管QD4导通，驱动马达的第一端经第一MOS管QD1接电源，第二端经第四MOS管QD4接地，驱动马达正转，当A端口为高电平，B端口为低电平时，第二三极管Q2截止，第一三极管Q1导通，第二MOS管QD2和第三MOS管QD3导通，驱动马达的第一端经第三MOS管QD3接地，第二端经第二MOS管QD2接电源，驱动马达反转，实现了对上下、左右驱动马达的精确控制，以准确控制太阳能板运动，面对光线较强的反向。

在本发明的一个实施例中，所述太阳能板驱动模块还包括马达开关信号检测电路4，所述马达开关信号检测电路4与所述驱动控制芯片1连接，用于将检测到的运动到位信号传递给所述驱动控制芯片1。

需要说明的是，如图1所示，马达开关信号检测电路4有2组，其输入端可以分别连接如位置传感器等，在太阳能板运动到位时，位置传感器动作，马达开关信号检测电路4将检测到的运动到位信号传递给驱动控制芯片1，停止驱动马达，实现对驱动马达的保护，并保证太阳能板可有效吸收光能。

在本发明的一个实施例中，所述马达开关信号检测电路4包括第一光耦和第三三极管，所述第一光耦的第一输入端适于连接位置传感器，第二输入端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地，基极与所述驱动控制芯片1连接，所述第一光耦的第一输出端与所述驱动控制芯片1连接，第二输出端接地。

需要说明的是，如图1所示，以第一组马达开关信号检测电路4为例，第一组马达开关信号检测电路4包括第一光耦IC3和第三三极管Q5，运动到位信号经第一光耦IC3进行光电隔离后传递给驱动控制芯片1，提高了信号的抗干扰性，使对太阳能板运动到位的检测更准确，保证太阳能板可有效吸收光能，第一光耦IC3的第二输入端经第三三极管Q5接地，第三三极管Q5可控制第一光耦IC3的工作，只有当第三三极管Q5导通时，第一光耦IC3工作，将采集到的运动到位信号传递给驱动控制芯片1，只有当驱动马达动作时，驱动控制芯片1对第三三极管Q5基极发出信号，使第一光耦IC3工作，太阳能板不动作时，马达开关信号检测电路4处于休眠状态，以节约能耗，并减少了驱动控制芯片1算力消耗。

在本发明的一个实施例中，所述可自循环发电的新能源照明智慧控制系统还包括太阳能充电电路5和照明管理模块，所述太阳能充电电路5的输入端与所述太阳能板电连接，输出端连接太阳能电池，以对所述太阳能电池充电；所述照明管理模块的输入端连接所述太阳能电池，输出端连接LED照明灯，用于控制所述LED照明灯的开关和亮度。

需要说明的是，如图3所示，太阳能充电电路5可将太阳能板采集的电能输入太阳能电池，二极管D1-D3起到了整流滤波作用，本实施例中，太阳能灯采用LED照明灯发光，发出自发光，照明管理模块用于控制电池的电能对LED照明灯的输出，进而控制LED照明灯的开关和亮度。

在本发明的一个实施例中，所述照明管理模块包括照明控制芯片6、LED恒压输出电路、升压供电电路8和人体红外感应电路9，所述升压供电电路8的输入端与所述照明控制芯片6连接，输出端与所述人体红外感应电路9的电源端连接，所述人体红外感应电路9的输出端与所述照明控制芯片6连接，用于将检测到的人体靠近信息传递给所述照明控制芯片6，所述LED恒压输出电路的受控端与所述照明控制芯片6连接，输入端与所述太阳能电池连接，输出端与所述LED照明灯连接，以根据所述照明控制芯片6的信号，控制所述LED照明灯的开关和亮度。

需要说明的是，如图3所示，升压供电电路8将太阳能电池电压进行转换，为后级电路供电，人体红外感应电路9可采用红外传感器，在有人员靠近时，将检测到的人体靠近信息传递给照明控制芯片6，照明控制芯片6根据接收到的人体靠近信息及设定，对LED恒压输出电路发出信号，控制LED照明灯的开关和亮度，例如，照明控制芯片6可采用具有时钟功能的单片机芯片，根据时间设定，在晚上控制LED照明灯亮起，在无人时输出30%亮度照明，当感应有人时输出100%亮度照明。

在本发明的一个实施例中，所述LED恒压输出电路包括第五MOS管和限流电阻组，所述第五MOS管的栅极与所述照明控制芯片6的PWM信号控制端连接，漏极接地，源极与所述LED照明灯的第二端连接，所述LED照明灯的第一端经所述限流电阻组接所述太阳能电池。

需要说明的是，照明控制芯片6对第五MOS管QD5的栅极发出PWM控制信号，使第五MOS管QD5导通，此时，LED照明灯第一端接太阳能电池，第二端经第五MOS管QD5接地，亮起，改变PWM控制信号占空比，就可改变第五MOS管QD5导通角度，使通过LED照明灯电流改变，实现对LED照明灯亮度的精准控制，限流电阻组由电阻R6和R7并联组成，起到限流，保护LED照明灯作用。

在本发明的一个实施例中，所述照明管理模块还包括红外遥控接收电路10，所述红外遥控接收电路10的电源端与所述升压供电电路8连接，输出端与所述照明控制芯片6连接，以将接收到的远程控制信号传递给所述照明控制芯片6。

需要说明的是，如图3所示，红外遥控接收电路10可实现红外遥控接收功能，以方便用户实现对太阳能灯的远程控制，方便用户使用，太阳能电池经升压供电电路8转换后为红外遥控接收电路10供电。

在本发明的一个实施例中，所述照明管理模块还包括电池电量检测电路12和电池电量指示电路11，所述电池电量检测电路12的输入端与所述太阳能电池连接，输出端与照明控制芯片6连接，以将检测到的电池电量信息传递给所述照明控制芯片6，所述电池电量指示电路11的受控端与所述照明控制芯片6连接，以根据所述照明控制芯片6控制来指示电池电量信息。

需要说明的是，如图3所示，电池电量检测电路12包括上分压电阻R1和下分压电阻R2，通过分压的方式，电池电量检测电路12还包括二极管ZD1，二极管ZD1起到限压保护作用，使照明控制芯片6获取太阳能电池的实时电压信息，并通过电池电量指示电路11显示太阳能电池的电量，方便用户了解电池电量情况，电池电量指示电路11包括多个由照明控制芯片6控制的指示灯，根据指示灯亮起的数量指示电池电量。虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，包括：太阳能板驱动模块，所述太阳能板驱动模块包括光线识别分离电路(2)、驱动控制芯片(1)、驱动电路(3)，所述驱动电路(3)的输出端连接所述太阳能板的驱动马达，所述光线识别分离电路(2)与所述驱动控制芯片(1)连接，将分离识别到的太阳光和自发光信息传递给所述驱动控制芯片(1)，所述驱动控制芯片(1)的输出端与所述驱动电路(3)的控制端连接，以根据太阳光和自发光信息，对所述驱动电路(3)发出驱动信号，控制所述驱动马达转动，带动所述太阳能板运动，改变所述太阳能板对太阳光或自发光的朝向。

2.根据权利要求1所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，所述驱动电路(3)有2路，其中，第一路所述驱动电路(3)的输出端连接上下驱动马达，第二路所述驱动电路(3)的输出端连接左右驱动马达。

3.根据权利要求2所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，所述驱动电路(3)包括2个三极管和4个MOS管，其中，第一三极管和第二三极管基极分别与所述驱动控制芯片(1)连接，发射极分别接地，所述第一三极管的集电极分别于所述第一MOS管和第三MOS管的栅极连接，所述第一MOS管的漏极接电源，栅极经第一电阻接电源，源极接所述驱动马达的第一端，所述第三MOS管的漏极接所述驱动马达的第一端，源极接地，所述第二三极管的集电极分别于所述第二MOS管和第四MOS管的栅极连接，所述第二MOS管的漏极接电源，栅极经第二电阻接电源，源极接所述驱动马达的第二端，所述第四MOS管的漏极接所述驱动马达的第二端，源极接地。

4.根据权利要求1所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，所述太阳能板驱动模块还包括马达开关信号检测电路(4)，所述马达开关信号检测电路(4)与所述驱动控制芯片(1)连接，用于将检测到的运动到位信号传递给所述驱动控制芯片(1)。

5.根据权利要求4所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，所述马达开关信号检测电路(4)包括第一光耦和第三三极管，所述第一光耦的第一输入端适于连接位置传感器，第二输入端与所述第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极接地，基极与所述驱动控制芯片(1)连接，所述第一光耦的第一输出端与所述驱动控制芯片(1)连接，第二输出端接地。

6.根据权利要求1所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，还包括太阳能充电电路(5)和照明管理模块，所述太阳能充电电路(5)的输入端与所述太阳能板电连接，输出端连接太阳能电池，以对所述太阳能电池充电；所述照明管理模块的输入端连接所述太阳能电池，输出端连接LED照明灯，用于控制所述LED照明灯的开关和亮度。

7.根据权利要求6所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，所述照明管理模块包括照明控制芯片(6)、LED恒压输出电路、升压供电电路(8)和人体红外感应电路(9)，所述升压供电电路(8)的输入端与所述照明控制芯片(6)连接，输出端与所述人体红外感应电路(9)的电源端连接，所述人体红外感应电路(9)的输出端与所述照明控制芯片(6)连接，用于将检测到的人体靠近信息传递给所述照明控制芯片(6)，所述LED恒压输出电路的受控端与所述照明控制芯片(6)连接，输入端与所述太阳能电池连接，输出端与所述LED照明灯连接，以根据所述照明控制芯片(6)的信号，控制所述LED照明灯的开关和亮度。

8.根据权利要求7所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，所述LED恒压输出电路包括第五MOS管和限流电阻组，所述第五MOS管的栅极与所述照明控制芯片(6)的PWM信号控制端连接，漏极接地，源极与所述LED照明灯的第二端连接，所述LED照明灯的第一端经所述限流电阻组接所述太阳能电池。

9.根据权利要求7所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，所述照明管理模块还包括红外遥控接收电路(10)，所述红外遥控接收电路(10)的电源端与所述升压供电电路(8)连接，输出端与所述照明控制芯片(6)连接，以将接收到的远程控制信号传递给所述照明控制芯片(6)。

10.根据权利要求7所述的可自循环发电的新能源照明智慧控制系统，其特征在于，所述照明管理模块还包括电池电量检测电路(12)和电池电量指示电路(11)，所述电池电量检测电路(12)的输入端与所述太阳能电池连接，输出端与照明控制芯片(6)连接，以将检测到的电池电量信息传递给所述照明控制芯片(6)，所述电池电量指示电路(11)的受控端与所述照明控制芯片(6)连接，以根据所述照明控制芯片(6)控制来指示电池电量信息。

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