CN204090251U - 太阳能路灯控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种控制系统，更具体的说是一种太阳能路灯控制系统，能够提高太阳能电池板的光电转换效率，并可以延长免维护蓄电池的寿命和降低LED照明路灯的损坏率。太阳能电池板能够在太阳能电池板自动跟踪系统的控制下跟踪太阳方位并将接收到的太阳能转化为电能，并通过蓄电池自动充电器实现对免维护蓄电池的三级充电。免维护蓄电池储存电量，为LED照明路灯和单片机STC9058控制系统供电。在LED灯驱动电路的控制下，LED照明路灯采用恒流供电。单片机STC9058控制系统为控制核心，可以同时控制太阳能电池板和免维护蓄电池，并能够通过蓄电池控制电路和LED电压检测电路检测免维护蓄电池和LED照明路灯的好坏。

Description

太阳能路灯控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种控制系统，更具体的说是一种太阳能路灯控制系统。
背景技术
在传统能源日趋紧张的今天，绿色能源的开发和应用显得非常重要。在绿色能源中，太阳能资源取之不尽，用之不竭且清洁安全，是最理想的可再生资源。太阳能在路灯照明方面的应用方兴未艾，如何提高太阳能路灯的寿命和效率，关系到能否将其快速推广应用，而提高太阳能路灯的寿命和效率的关键是控制系统的设计。
发明内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种太阳能路灯控制系统，能够提高太阳能电池板的光电转换效率，并可以延长蓄电池的寿命和降低LED照明路灯的损坏率。
为解决上述技术问题，本实用新型一种太阳能路灯控制系统，包括主电路和控制电路，主电路由太阳能电池板、蓄电池自动充电器、免维护蓄电池、LED灯驱动电路和LED照明路灯组成；控制电路由太阳能电池板自动跟踪系统、单片机STC9058控制系统、蓄电池控制电路、按键显示和LED电压检测电路组成。单片机STC9058控制系统通过太阳能电池板自动跟踪系统、太阳能电池板和蓄电池自动充电器组成太阳能电池板自动跟踪单闭环控。跟踪太阳方位而转动的太阳能电池板将接收到的太阳能转化为电能，通过蓄电池自动充电器给免维护蓄电池充电。单片机STC9058控制系统根据检测到的充电电流的大小，进行综合分析，并通过太阳能电池板自动跟踪系统实现对太阳能电池板的转动控制和闭环控制。免维护蓄电池将电能储存作为LED照明路灯的供电电源，通过LED灯驱动电路，采用恒流方式驱动LED照明路灯，使其点亮。单片机STC9058控制系统通过分析检测到的免维护蓄电池的状态和天气情况，综合判断是否需要运行太阳能电池板自动跟踪系统，若需要，则单片机STC9058控制系统通过太阳能电池板自动跟踪系统驱动太阳能电池板作相应的转动，以获得最大的充电电流。单片机STC9058控制系统通过蓄电池自动充电器实现对免维护蓄电池的三级充电，即涓流充电、恒流充电和恒压浮充。单片机STC9058控制系统通过蓄电池控制电路实现对免维护蓄电池的管理，主要包括对其好坏的检测，在线实时对其充电电压值和放电电压值的检测，其充电电流大小则通过霍尔传感器进行检测。霍尔传感器将检测到的免维护蓄电池充电电流值送入单片机STC9058控制系统内部的A/D转换器转换，作为免维护蓄电池充电电流的反馈信号，构成一个免维护蓄电池充电闭合回路，在线实时判断免维护蓄电池容量。按键显示主要是用来实现人机对话，如对单片机STC9058控制系统进行参数的设定和信息显示。单片机STC9058控制系统通过LED电压检测电路检测LED照明路灯中支路电压值，并根据检测电压值判断LED照明路灯的好坏，如发现有损坏立即报警通知维修人员进行维修。
本实用新型太阳能路灯控制系统的有益效果为：
a.具有太阳能电池板自动跟踪系统，能够实现太阳能电池板自动跟踪阳光，可以提高太阳能电池板的光电转换效率；
b.单片机STC9058控制系统通过蓄电池自动充电器，可以实现对免维护蓄电池的三级充电，即涓流充电、恒流充电和恒压浮充，可以延长蓄电池的寿命；
c.LED照明路灯采用恒流供电，可以降低LED照明路灯的损坏率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型太阳能路灯控制系统的系统框图。
图2为本实用新型中太阳能电池板自动跟踪系统的系统框图。
具体实施方式
在图1、2中：本实用新型涉及一种控制系统，更具体的说是一种太阳能路灯控制系统，包括主电路和控制电路，主电路由太阳能电池板、蓄电池自动充电器、免维护蓄电池、LED灯驱动电路和LED照明路灯组成；控制电路由太阳能电池板自动跟踪系统、单片机STC9058控制系统、蓄电池控制电路、按键显示和LED电压检测电路组成。太阳能电池板能够在太阳能电池板自动跟踪系统的控制下跟踪太阳方位并将接收到的太阳能转化为电能，这样可以提高太阳能电池板的光电转换效率，并通过蓄电池自动充电器实现对免维护蓄电池的三级充电，延长免维护蓄电池的寿命。免维护蓄电池储存电量，可同时为LED照明路灯、蓄电池控制电路和单片机STC9058控制系统供电，使得LED照明路灯、蓄电池控制电路和单片机STC9058控制系统能够正常工作。在LED灯驱动电路的控制下，LED照明路灯采用恒流供电，这样可以降低LED照明路灯的损坏率。单片机STC9058控制系统为控制核心，可以同时控制太阳能电池板和免维护蓄电池，并能够通过蓄电池控制电路和LED电压检测电路检测免维护蓄电池和LED照明路灯的好坏。
单片机STC9058控制系统通过太阳能电池板自动跟踪系统、太阳能电池板和蓄电池自动充电器组成太阳能电池板自动跟踪单闭环控。跟踪太阳方位而转动的太阳能电池板将接收到的太阳能转化为电能，通过蓄电池自动充电器给免维护蓄电池充电。单片机STC9058控制系统根据检测到的充电电流的大小，进行综合分析，并通过太阳能电池板自动跟踪系统实现对太阳能电池板的转动控制和闭环控制。免维护蓄电池将电能储存作为LED照明路灯的供电电源，通过LED灯驱动电路，采用恒流方式驱动LED照明路灯，使其点亮。单片机STC9058控制系统通过分析检测到的免维护蓄电池的状态和天气情况，综合判断是否需要运行太阳能电池板自动跟踪系统，若需要，则单片机STC9058控制系统通过太阳能电池板自动跟踪系统驱动太阳能电池板作相应的转动，以获得最大的充电电流。单片机STC9058控制系统通过蓄电池自动充电器实现对免维护蓄电池的三级充电，即涓流充电、恒流充电和恒压浮充。单片机STC9058控制系统通过蓄电池控制电路实现对免维护蓄电池的管理，主要包括对其好坏的检测，在线实时对其充电电压值和放电电压值的检测，其充电电流大小则通过霍尔传感器进行检测。霍尔传感器将检测到的免维护蓄电池充电电流值送入单片机STC9058控制系统内部的A/D转换器转换，作为免维护蓄电池充电电流的反馈信号，构成一个免维护蓄电池充电闭合回路，在线实时判断免维护蓄电池容量。按键显示主要是用来实现人机对话，如对单片机STC9058控制系统进行参数的设定和信息显示。单片机STC9058控制系统通过LED电压检测电路检测LED照明路灯中支路电压值，并根据检测电压值判断LED照明路灯的好坏，如发现有损坏立即报警通知维修人员进行维修。
免维护蓄电池作为电能的储存电源，其工作状态比较复杂，在开始充电前，其状态可能有3种：当天气正常时，免维护蓄电池正常工作，处于正常状态；当出现连续多个阴天或雨天时，太阳能电池板充电的电能小于LED照明路灯使用的电能，免维护蓄电池可能出现过放电状态；当LED照明路灯损坏或者停止使用时，免维护蓄电池由于一直处于浮充状态而无放电，即处于满容量状态。据此设计了免维护蓄电池自动充电方式，根据蓄电池充电前的不同状态采用不同的充电方式，即涓流充电方式、恒流充电方式和恒压浮充电方式，这样可以延长免维护蓄电池的寿命。
太阳能电池板自动跟踪系统包括光电传感器1、光电传感器2、电压比较器、太阳能电池板、开路电压检测、短路电流检测、单片机STC9058控制系统、机械传动、电动机和电动机驱动器。在太阳能电池板两侧分别安装光电传感器1和光电传感器2，分别用来测试太阳能电池板两侧的光线强弱，为太阳能电池板的转动提供条件。光电传感器1输出的信号和光电传感器2输出的信号经过电压比较器比较后输出信号，提供给单片机STC9058控制系统。当光电传感器1输出信号强度大于光电传感器2输出信号强度时，电压比较器输出高电平信号，否则输出低电平信号。单片机STC9058控制系统通过短路电流检测测试太阳能电池板转动前后的短路电流，通过开路电压检测测试太阳能电池板转动前后的开路电压，单片机STC9058控制系统可以据此计算出太阳能电池板转动前后的输出功率。单片机STC9058控制系统根据电压比较器输出的信号的逻辑电平和太阳能电池板转动前后的输出功率以及免维护蓄电池的容量综合分析判断，确定是否需要太阳能电池板转动。具体判断如下：单片机STC9058控制系统若判断免维护蓄电池的容量已满，就不需要太阳能电池板自动跟踪系统工作；单片机STC9058控制系统若判断免维护蓄电池的容量正常或过放，就需要太阳能电池板自动跟踪系统工作，单片机STC9058控制系统再根据太阳能电池板转动前后的输出功率大小和电压比较器输出的信号确定太阳能电池板是否继续旋转。若电压比较器输出的信号为低电平信号，则单片机STC9058控制系统决定太阳能电池板需要转动，输出控制信号到电动机驱动器，电机驱动器根据控制信号驱动无刷直流电动机旋转，无刷直流电动机转动通过机械传动带动太阳能电池板转动，从而达到自动跟踪太阳光的目的。太阳能电池板自动跟踪系统具有以下的特点：系统的抗干扰性能好，如在光电传感器两侧出现扰动信号时，太阳能电池板自动跟踪系统具有正确判别能力；自动判别天气的好和坏，比如是晴天还是阴雨天；能够根据免维护蓄电池的容量，确定太阳能电池板是否采用自动跟踪，可以提高系统的效率。
当然，上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种太阳能路灯控制系统，包括主电路和控制电路，其特征在于：主电路由太阳能电池板、蓄电池自动充电器、免维护蓄电池、LED灯驱动电路和LED照明路灯组成，控制电路由太阳能电池板自动跟踪系统、单片机STC9058控制系统、蓄电池控制电路、按键显示和LED电压检测电路组成；太阳能电池板能够在太阳能电池板自动跟踪系统的控制下跟踪太阳方位并将接收到的太阳能转化为电能，并通过蓄电池自动充电器对免维护蓄电池充电；免维护蓄电池储存电量，可同时为LED照明路灯、蓄电池控制电路和单片机STC9058控制系统供电；LED照明路灯通过LED灯驱动电路驱动发光；单片机STC9058控制系统可以同时控制太阳能电池板和免维护蓄电池，并能够通过蓄电池控制电路和LED电压检测电路检测免维护蓄电池和LED照明路灯的好坏；太阳能电池板自动跟踪系统包括光电传感器、电压比较器、开路电压检测、短路电流检测、单片机STC9058控制系统、机械传动、电动机和电动机驱动器，其中光电传感器有两个，分别安装在太阳能电池板的两侧，两个光电传感器输出的信号经过电压比较器比较后，由电压比较器输出信号给单片机STC9058控制系统；单片机STC9058控制系统可测试太阳能电池板转动前后的短路电流和太阳能电池板转动前后的开路电压，并最终确定是否需要太阳能电池板转动。
2.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于：所述单片机STC9058控制系统通过蓄电池自动充电器可实现对免维护蓄电池的三级充电，即涓流充电、恒流充电和恒压浮充。
3.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于：所述LED照明路灯在LED灯驱动电路的驱动下，采用恒流供电。
4.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于：所述单片机STC9058控制系统通过蓄电池控制电路实现对免维护蓄电池的管理，主要检测充电电压值和放电电压值。
5.根据权利要求1所述的太阳能路灯控制系统，其特征在于：所述单片机STC9058控制系统通过LED电压检测电路检测LED照明路灯中支路电压值，并根据检测电压值判断LED照明路灯的好坏。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106322290A (zh) * 2016-10-18 2017-01-11 厦门兴泰启贤新能源科技有限公司 分体式双系统可移动光能路灯头
CN106439720A (zh) * 2016-10-14 2017-02-22 厦门兴泰启贤新能源科技有限公司 一体式双系统可移动光能路灯头

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