CN202559270U - 光控同闪太阳能道钉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了光控同闪太阳能道钉，该太阳能道钉包括太阳能电池和LED灯，太阳能电池和LED灯联接在道钉电路上，所述的道钉电路由充电稳压电路、升压电路和控制电路串联连接组成；本实用新型通过环境光的强弱来控制道钉的闪烁，克服普通道钉闪烁不同步容易让人产生视差的缺陷，同时采用超级电容代替镍氢电池或蓄电池大大降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及道钉，具体涉及一种光控同闪太阳能道钉。
背景技术
道钉，分铁路用道钉和公路用道钉。通常所说的道钉主要是指公路用的道钉，又叫做突起路标，是一种交通安全设施，主要安装在道路的标线中间或双黄线中间，通过其逆反射性能提醒司机按车道行驶。
常规传统道钉由于没有能源补充，不具备自发光的能力，仅靠在直行方向安装了微棱镜全反射器来被动发光的。传统的道钉仅在汽车车灯的照射下才反光发光的，其强度不够、可视性差、可视距离短，安全因素很低。
太阳能道钉就是利用太阳能光伏发电技术、安装了太阳能电池组作为电力来源，并安装了LED灯，配置了蓄能装置和控制电路的道钉。其工作原理是白天太阳能电池板吸收太阳光，把太阳能转化成电能，储存在储能器件(电池或电容)中，到了晚上，储能器件中的电能自动转化成光能(通过光电开关控制)，通过LED发出亮光来勾画道路轮廓，诱导驾驶员视线。
太阳能道钉是一种用太阳能电池为能源的灯具，主动发光，优于传统反射型道钉灯，能够根据环境光线的强弱自动控制灯的开关，具有安装方便、不用布线、免维护、环保无污染等特点。广泛应用于道路（道路中线、弯道、岔道）、桥梁、多雾地带、山道边缘和事故易发点等，太阳能道钉的电路是组成道钉的核心部件，电路性能的优劣直接关系到道钉的性能。
太阳能道钉采用高亮度LED作为发光源，安全、节能、可视性强、安装简便、使用寿命长、工作稳定可靠、不敷设电缆、不消耗常规能源、广泛应用于公路安全交通警示和导向，可有效地预防交通事故的发生。其主要特点如下：
（1）发光亮度大
太阳能道钉的发光亮度是普通反光道钉的反光亮度的6-7倍,高强度的光线可以在夜间穿破雨雾，安全有效地为驾驶员指导方向。
（2）主动发光、动态警示
太阳能道钉在晚上以某种频率闪烁，而人的视觉对变化更为敏感，所以其动态警示作用非常强。主动发光不仅可以最大程度上避免雨雾的干扰，而且可以脱离对汽车灯光的依赖，可视距离更远，效果更好。但现有普通太阳能道钉还是美中不足，仍存在如下的缺陷和不足：
（1）只有直行方向主动发光，侧向无发光性能，安全因素不高；
（2）蓄能设备采用镍氢电池，充放电循环性能不好，寿命短，成本高；
（3）灯的闪烁频率误差大，各个灯之间的闪烁不同步，让人产生视差，易出交通事故。
发明内容
本实用新型的目的是：提供一种光控同闪太阳能道钉，通过环境光的强弱来控制道钉的闪烁，从而克服普通道钉闪烁不同步容易让人产生视差的缺陷，提高道钉的效能和稳定性。
本实用新型的技术解决方案是：该太阳能道钉包括太阳能电池和LED灯，其特征是：太阳能电池和LED灯联接在道钉电路上，所述的道钉电路由充电稳压电路、升压电路和控制电路串联连接组成；所述的充电稳压电路包括集成DC-DC变换稳压器SL1、肖特基二极管D1和超级电容C1、C2，在太阳能电池上并联集成DC-DC变换稳压器SL1和超级电容C1、C2，肖特基二极管D1串联在集成DC-DC变换稳压器SL1和超级电容C1之间；所述的升压电路包括电感L、电容C3、DC-DC转换器B1、肖特基二极管D2，超级电容C2上串联电感L、肖特基二极管D2，肖特基二极管D2上并联DC-DC转换器B1，DC-DC转换器B1上并联电容C3；所述的控制电路包括光敏电阻R3、三极管Q1和单片机，电容C3上串联光敏电阻R3和三极管Q1，三极管Q1、LED1和LED2分别并联在单片机上。
工作原理是：白天太阳电池吸收太阳光，把太阳能转化成电能，经过充电稳压电路储存在超级电容中，到了晚上或环境光较弱的情况下，经过升压电路让超级电容中的电能自动转化成光能，即通过光电开关由单片机控制LED闪烁发光，LED闪烁发出亮光勾画出道路轮廓，诱导驾驶员视线。
本实用新型的优点是：1、提供一种基于超级电容的光控同闪太阳能道钉电路，该电路采用超级电容和集成的稳压电路和光控电路，使得整个电路构造简单，提高了系统的可靠性；2、通过环境光的强弱来控制道钉的闪烁，从而克服各个灯之间的闪烁不同步容易让人产生视差的缺陷，同时用超级电容代替原有的镍氢电池或蓄电池大大降低了成本；3、由于采用光控和超级电容，因此具有结构精巧、成本低廉、免维护、绿色环保等特点。
附图说明
图1为太阳能道钉电路工作原理框图。
图2为充电稳压电路。
图3为驱动LED升压稳压电路。
图4为光控开关LED闪烁电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
如图1-4所示，该太阳能道钉包括太阳能电池和LED灯，其特征是：太阳能电池和LED灯联接在道钉电路上，所述的道钉电路由充电稳压电路、升压电路和控制电路串联连接组成；所述的充电稳压电路包括集成DC-DC变换稳压器SL1、肖特基二极管D1和超级电容C1、C2，在太阳能电池上并联集成DC-DC变换稳压器SL1和超级电容C1、C2，肖特基二极管D1串联在集成DC-DC变换稳压器SL1和超级电容C1之间；所述的升压电路包括电感L、电容C3、DC-DC转换器B1、肖特基二极管D2，超级电容C2上串联电感L、肖特基二极管D2，肖特基二极管D2上并联DC-DC转换器B1，DC-DC转换器B1上并联电容C3；所述的控制电路包括光敏电阻R3、三极管Q1和单片机，电容C3上串联光敏电阻R3和三极管Q1，三极管Q1、LED1和LED2分别并联在单片机上。
参考图2，该图为充电稳压电路；C1、C2为超级电容，用来存储太阳能电池的发电电量，Iref一般为几μA～10mA，R1、R2为电阻，其值由Vout与电容之间的二极管D1来确定，SL1为集成DC-DC变换稳压器，要求其调节输出电压最高可达36V左右，反向电流容量低，具有低动态阻抗、在额定工作温度范围内温度自动补偿和输出电压低纹波、低噪音和高效率特点；D1为肖特基二极管，充电稳压电路中防反充，其作用是保证在太阳能电池输入电压低于超级电容电压时候，超级电容不会反向对太阳能电池充电，以免造成不必要的能量损耗。
参考图3，该图为升压电路；L为电感，C3为电容，由于超级电容在放电过程中电压会不断降低，因此需要有升压电路来驱动LED；B1为高效低噪声电压型PFM控制模式的DC-DC转换器，二极管D2对DC-DC的效率影响很大，虽然普通的二极管也能够使得DC-DC工作正常，但是会降低5～10%的效率，所以D2为正向导通电压低、反应时间低的肖特基二极管；电源稳定，即使没有输入滤波电容，DC-DC也可以输出低纹波、低噪声的电流电压；当电源离DC-DC较远，在DC-DC的输入端加上10 
F以上的滤波电容，用于减小输出的噪声。
参考图4，该图为控制电路；太阳能道钉需要控制电路来控制LED，当周围环境的光线变暗时点亮LED，当光线变亮时关闭LED；采用光敏电阻来开关LED，当天黑时，Q1截止，Q1的集电极输出高电平，通过单片机控制LED1和LED2闪烁发光；当天亮时，Q1导通，Q1的集电极输出低电平，通过单片机控制LED1和LED2不闪烁不发光。
如图1所示，工作原理是：白天太阳电池吸收太阳光，把太阳能转化成电能，经过充电稳压电路储存在超级电容中，到了晚上或环境光较弱的情况下，经过升压电路让超级电容中的电能自动转化成光能，即通过光电开关由单片机控制LED闪烁发光，LED闪烁发出亮光勾画出道路轮廓，诱导驾驶员视线。
Claims (1)
1.光控同闪太阳能道钉，该太阳能道钉包括太阳能电池和LED灯，其特征是：太阳能电池和LED灯联接在道钉电路上，所述的道钉电路由充电稳压电路、升压电路和控制电路串联连接组成；所述的充电稳压电路包括集成DC-DC变换稳压器SL1、肖特基二极管D1和超级电容C1、C2，在太阳能电池上并联集成DC-DC变换稳压器SL1和超级电容C1、C2，肖特基二极管D1串联在集成DC-DC变换稳压器SL1和超级电容C1之间；所述的升压电路包括电感L、电容C3、DC-DC转换器B1、肖特基二极管D2，超级电容C2上串联电感L、肖特基二极管D2，肖特基二极管D2上并联DC-DC转换器B1，DC-DC转换器B1上并联电容C3；所述的控制电路包括光敏电阻R3、三极管Q1和单片机，电容C3上串联光敏电阻R3和三极管Q1，三极管Q1、LED1和LED2分别并联在单片机上。
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| CN2012202058395U CN202559270U (zh) | 2012-05-09 | 2012-05-09 | 光控同闪太阳能道钉 |
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| CN (1) | CN202559270U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109914286A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-21 | 西安科诺维智能交通研究院有限公司 | 用于高速公路低能见度雨雾天气安全诱导的自组网道钉 |
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2012
- 2012-05-09 CN CN2012202058395U patent/CN202559270U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN109914286A (zh) * | 2019-04-02 | 2019-06-21 | 西安科诺维智能交通研究院有限公司 | 用于高速公路低能见度雨雾天气安全诱导的自组网道钉 |
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