CN203027577U - 基于单片机控制的太阳能led路灯照明系统 - Google Patents

基于单片机控制的太阳能led路灯照明系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，包括蓄电池组、主控制模块、数据采集模块、光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块、显示模块和遥控模块；数据采集模块，电连接于蓄电池组两端，采集蓄电池组的电压值并将其转化为数字量传输到主控制模块上；光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块和显示模块，分别与所述主控制模块电连接；过充电控制模块设置在充电电路上，过放电控制模块设置在放电电路上。本实用新型充分且可行的利用太阳能进行供电，节约了大量能源，对LED路灯照明系统实现了智能化控制，具有较强的实用性。

Description

基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统。
背景技术
由于经济的高速发展，导致诸如煤炭、石油等不可再生资源的枯竭，节约资源和保护环境逐渐成为向集约型社会发展的重要标杆；与此同时，国家大力倡导新型环保型能源的开发。以往出现过许多利用太阳能发电的路灯，然而，这些路灯只是单纯改变了路灯的供电方式，对于路灯的形式结构也没有大的改进。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提出一种基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，能够有效解决现有技术中存在的上述技术问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，包括蓄电池组、主控制模块、数据采集模块、光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块、显示模块和遥控模块；数据采集模块，电连接于蓄电池组两端，采集蓄电池组的电压值并将其转化为数字量传输到主控制模块上；光电感应模块，与所述主控制模块电连接；过充电控制模块，设置在蓄电池组的充电电路上，并与所述主控制模块电连接；过放电控制模块，设置在蓄电池组的放电电路上，并与所述主控制模块电连接；显示模块，与所述主控制模块电连接。
优选地，所述主控制模块，采用单片机控制器。
优选地，所述数据采集模块，内部设置有AD转换芯片；AD转换芯片的一个数据输入管脚，用于接收蓄电池组的模拟电压值；AD转换芯片的八个数据输出管脚分别与单片机控制器P0口各管脚对应连接；AD转换芯片的CLOCK管脚与单片机控制器的ALE管脚连接；AD转换芯片的OE管脚与单片机控制器的P2.5管脚连接；AD转换芯片的START管脚与单片机控制器的P2.4管脚连接；AD转换芯片的ALE管脚与单片机控制器的P2.3管脚连接；AD转换芯片的三个模拟通道地址管脚分别与单片机控制器的P2.2、P2.1、P2.0管脚连接，用于选择所述AD转换芯片的数据输入管脚。
优选地，所述蓄电池组放电电路的控制端子连接到单片机控制器的P2.7管脚上；蓄电池组充电电路的控制端子连接到单片机控制器的P2.6管脚上。
优选地，所述光电感应模块，内部设置有一个串联的光敏电阻和固定电阻；当固定电阻的分压值小于单片机控制器的设定值时，P2.7管脚输出高电平，放电电路工作，当固定电阻的分压值大于单片机控制器的设定值时，P2.7管脚输出低电平，放电电路不工作。
优选地，所述过充电控制模块，内部设置有第一继电器，第一继电器连接到所述充电电路上；当数据采集模块采集到蓄电池组的充电电压高于设定值时，P2.6管脚输出低电平，充电电路不工作。
优选地，所述过放电控制模块，内部设置有第二继电器，第二继电器连接到所述放电电路上；当数据采集模块采集到蓄电池组的放电电压高于设定值时，P2.7管脚输出低电平，放电电路不工作。
优选地，所述显示模块，内部设置有四个数码管，每个数码管的八个数据输入管脚分别与单片机控制器P1口各管脚对应连接，所述的四个数码管的位选管脚分别与单片机控制器P3口的其中四个管脚连接。
优选地，所述遥控模块，与单片机控制器之间采用无线通信连接并控制P2.7管脚输出高电平或低电平，实现人为控制开灯或关灯的目的。
本实用新型的优点是：
本实用新型结构简单，采用数字显示电压值，无触点充放电控制，外界随时遥控LED灯的亮灭，可据外界光线的强度开灯或关灯，一定时间可定时为灭灯状态；本实用新型充分且可行的利用太阳能进行供电，节约了大量能源，对LED路灯照明系统实现了智能化控制，具有较强的实用性。
附图说明
图1为本实用新型实施例中基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统的结构框图；
图2为图1中主控制模块与数据采集模块的硬件结构图；
图3为图1中过充电控制模块和过放电控制模块的硬件结构图；
图4为图1中显示模块的硬件电路结构图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本实用新型作进一步说明：
结合图1所示，基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，包括蓄电池组、主控制模块、数据采集模块、光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块、显示模块和遥控模块；数据采集模块，电连接于蓄电池组两端；光电感应模块，与所述主控制模块电连接；过充电控制模块，设置在蓄电池组的充电电路上，并与所述主控制模块电连接；过放电控制模块，设置在蓄电池组的放电电路上，并与所述主控制模块电连接；显示模块，与所述主控制模块电连接。
主控制模块，主要负责数据处理与外部电路控制；数据采集模块，主要用于采集蓄电池两端的电压并将其转化为数字量输出；显示模块，主要用于显示当前电压和时间；过充电控制模块，主要用于避免蓄电池被过度充电而损坏；过放电控制模块，主要用于避免蓄电池过度放电而损坏；光电感应模块，主要用于根据白天和晚上的亮度提示主控制模块自动启动和关闭LED灯；遥控模块，主要用于实现对LED灯的人为控制。
结合图1、图2所示，主控制模块，采用8051系列单片机控制器。数据采集模块，内部设置有AD转换芯片，优选采用A/D0809芯片。其中单片机P1口向显示模块发送显示数据；P0口连接A/D0809芯片数据输出端，用于接收蓄电池组的模拟电压值；ALE（30管脚）连接A/D0809的CLOCK管脚，用于给A/D0809提供时钟信号；P2.7、P2.6分别连接到放电电路、充电电路的控制端子上，通过这两个管脚的高低电平变化，对充电电路或放电电路进行过充/过放控制；P2.5连接A/D0809的OE端，用于控制A/D0809转换输出允许；P2.4连接A/D0809的转换启动端START,用于控制AD转换启动信号；P2.3连接A/D0809地址锁存端ALE，用于控制地址锁存信号；P2.0、P2.1、P2.2连接A/D0809模拟通道地址端ADDA、ADDB、ADDC,用于对模拟通道进行选择。主控制模块功能实现：单片机通过P2.0、P2.1、P2.2控制A/D0809ADDA、ADDB、ADDC,选择A/D0809模拟输入IN0端作为模拟信号输入管脚Analog，A/D0809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单片机，单片机通过一系列处理控制显示模块显示以及充电和放电控制。
结合图1、图3所示，蓄电池组放电电路的控制端子uncharge连接到单片机控制器的P2.7管脚上；蓄电池组充电电路的控制端子charge连接到单片机控制器的P2.6管脚上。
过充电控制是在蓄电池组处于过充状态时断开充电电路，过放电控制是在蓄电池处于过放状态时断开放电电路。过充、过放控制都是为了保护蓄电池，延长蓄电池的使用寿命。过充、过放判断的依据主要是蓄电池电压的高低。
其功能实现：过充电控制模块中将继电器J1的开关串联在充电电路中，当白天有太阳光时处于正常充电状态时，由太阳能板吸热经继电器开关常闭点向蓄电池组充电，当蓄电池组的端电压高于26V时，认为蓄电池组处于过充状态，单片机向P2.6管脚送出一个低电平，使得第一继电器线圈J1通电，则继电器常闭点断开，常开点闭合，充电电路断开，过充指示灯亮，停止向蓄电池充电，达到过充电保护功能。
过放控制电路中将第二继电器J2的开关串联在放电电路中，当处于正常放电状态时，放电电路正常工作。在晚上由蓄电池组向负载供电时，当蓄电池组的电压低于10.3V时，认为蓄电池组处于过放状态，此时单片机向P2.7管脚送一个低电平，使得第二继电器线圈J2通电，继电器开关由常闭点转到常开点，放电电路就断开，过放指示灯亮，停止向负载供电，达到过放电保护功能。
光电感应模块，内部设置有一个串联的光敏电阻和固定电阻。利用通常情况下单片机低电平应低于0.8V的特点，结合光敏电阻受光照影响电阻变化灵敏的特点，通过检测固定电阻的分压值来检测白天与黑夜。当黑夜时设计固定电阻的分压值为0.8V以下，即单片机引脚低电平值范围，此时通过单片机给P2.7送高电平，使放电电路工作，LED正常工作，否则LED熄灭。
结合图1、图4所示，显示模块，内部设置有四个数码管，每个数码管的八个数据输入管脚分别与单片机控制器P1口各管脚对应连接，所述的四个数码管的位选管脚分别与单片机控制器P3口的其中四个管脚连接。本实用新型中，采用单片机并行口显示，由74ls373作为数码管驱动和位选电路，数码管用于显示当前时间和当前电压。74ls373位选端LE1、LE2、LE3、LE4分别接单片机的P3.4、P3.5、P3.6、P3.7端口，单片机通过每次选择74ls373的一位位选，选择当前显示的数码管送入显示编码，然后选择另外一位位选，送入显示编码，依次类推，实现数码管静态显示。
遥控模块与单片机控制器之间采用无线通信连接并控制P2.7管脚输出高电平或低电平，实现人为控制开灯或关灯的目的。
当然，以上说明仅仅为本实用新型的较佳实施例，本实用新型并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本实用新型的保护。

Claims (9)

1.基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，包括蓄电池组、主控制模块、数据采集模块、光电感应模块、过充电控制模块、过放电控制模块、显示模块和遥控模块；数据采集模块，电连接于蓄电池组两端，采集蓄电池组的电压值并将其转化为数字量传输到主控制模块上；光电感应模块，与所述主控制模块电连接；过充电控制模块，设置在蓄电池组的充电电路上，并与所述主控制模块电连接；过放电控制模块，设置在蓄电池组的放电电路上，并与所述主控制模块电连接；显示模块，与所述主控制模块电连接。
2.根据权利要求1所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述主控制模块，采用单片机控制器。
3.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述数据采集模块，内部设置有AD转换芯片；AD转换芯片的一个数据输入管脚，用于接收蓄电池组的模拟电压值；AD转换芯片的八个数据输出管脚分别与单片机控制器P0口各管脚对应连接；AD转换芯片的CLOCK管脚与单片机控制器的ALE管脚连接；AD转换芯片的OE管脚与单片机控制器的P2.5管脚连接；AD转换芯片的START管脚与单片机控制器的P2.4管脚连接；AD转换芯片的ALE管脚与单片机控制器的P2.3管脚连接。
4.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述蓄电池组放电电路的控制端子连接到单片机控制器的P2.7管脚上；蓄电池组充电电路的控制端子连接到单片机控制器的P2.6管脚上。
5.根据权利要求4所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述光电感应模块，内部设置有一个串联的光敏电阻和固定电阻；当固定电阻的分压值小于单片机控制器的设定值时，P2.7管脚输出高电平，放电电路工作，当固定电阻的分压值大于单片机控制器的设定值时，P2.7管脚输出低电平，放电电路不工作。
6.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述过充电控制模块，内部设置有第一继电器，第一继电器连接到所述充电电路上；当数据采集模块采集到蓄电池组的充电电压高于设定值时，P2.6管脚输出低电平，充电电路不工作。
7.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述过放电控制模块，内部设置有第二继电器，第二继电器连接到所述放电电路上；当数据采集模块采集到蓄电池组的放电电压高于设定值时，P2.7管脚输出低电平，放电电路不工作。
8.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述显示模块，内部设置有四个数码管，每个数码管的八个数据输入管脚分别与单片机控制器P1口各管脚对应连接，所述的四个数码管的位选管脚分别与单片机控制器P3口的其中四个管脚连接。
9.根据权利要求2所述的基于单片机控制的太阳能LED路灯照明系统，其特征在于，所述遥控模块，与单片机控制器之间采用无线通信连接并控制P2.7管脚输出高电平或低电平。
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