CN205430671U - 太阳能led一体灯及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能LED一体灯及控制系统。一种太阳能LED一体灯，包括太阳能电池板，锂电池，LED灯和控制模块。所述太阳能电池板与所述锂电池之间的充电线与所述控制模块连接，并引出太阳能LED一体灯的外壳。所述充电线的引出端用于使所述太阳能LED一体灯与所述终端通讯连接。从而省去了额外的通讯模块设计和专门的通讯线，使设计更简单并降低了成本。

Description

太阳能LED一体灯及控制系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能领域，特别是涉及一种太阳能LED一体灯及控制系统。

背景技术

随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益增高，且各种安全和污染隐患随处可见，而太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品由于具有环保和节能的双重优势，使得太阳能路灯、太阳能庭院灯、太阳能草坪灯等的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域的发展已经日趋完善。

而太阳能LED灯由于其具有节能、光效高、单位时间内产生的光通量高、且显色性好等优点，使得目前的路灯、庭院灯、草坪灯基本都采用太阳能LED一体灯。

太阳能LED一体灯是将高效率的太阳能电池板、超长寿命的锂电池、高光效的LED灯和智能控制器，防盗安装支架等集中于一体的太阳能路灯，也叫一体化太阳能路灯或一体化太阳能庭院灯。

太阳能LED一体灯是由太阳能电池板转换为电能，然后给太阳能LED一体灯里的锂电池充电。在白天，即使是在阴天，这个太阳能发电机(太阳能板)收集、存储需要的能量，晚上自动给太阳能LED一体灯供电，实现夜间照明。

目前，随着太阳能LED一体灯的应用越来越广泛，太阳能LED一体灯的功能也越来越强大，随之对太阳能LED一体灯的控制要求越来越高。

通常通过终端来控制太阳能LED一体灯，这就要求太阳能LED一体灯具有通讯功能，而常用的具有通讯功能的太阳能LED一体灯需要设计专门的通讯模块且需要专门的通讯线路才能与终端进行通讯。这种太阳能LED一体灯设计复杂且设计成本较高。

实用新型内容

基于此，有必要针对目前具有通讯功能的太阳能LED一体灯的设计复杂且设计成本较高的问题，提供一种太阳能LED一体灯。该太阳能LED一体灯不仅具有通讯功能且设计简单，成本低。

一种太阳能LED一体灯，包括太阳能电池板、锂电池、LED灯和控制模块，其特征在于，所述太阳能电池板与所述锂电池之间的充电线与所述控制模块连接，且所述充电线引出所述太阳能LED一体灯的外壳；所述充电线的引出端用于与所述终端通讯连接。

在其中一个实施例中，所述控制模块与所述充电线之间还设置有保护电路；所述保护电路包括接收电平转换电路和发射电平转换电路。

在其中一个实施例中，所述接收电平转换电路包括：三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、及电阻R3；所述电阻R1的一端与所述充电线电连接，另一端与所述三极管Q1的基极电连接；所述三极管Q1的集电极分别与所述电阻R2和所述电阻R3的一端电连接，所述三极管Q1的发射级接地；所述电阻R2的另一端与电源的正极电连接，所述电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极电连接；所述三极管Q2的发射级接地，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R4连接至所述控制模块的电源正极，且所述三极管Q2的集电极与所述通讯模块的RX通讯接口连接。

在其中一个实施例中，所述发射电平转换电路包括：三极管Q3、三极管Q4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8及电阻R9；所述电阻R5及所述电阻R6的一端均与所述通讯模块的TX通讯接口连接，所述电阻R5的另一端与所述三极管Q3的基极电连接，所述电阻R6的另一端与所述电阻R7的一端电连接，且连接至所述控制模块的电源正极；所述电阻R7的另一端与所述三极管Q3的集电极及所述电阻R8的一端连接；所述三极管Q3的发射级接地；所述电阻R8的另一端连接至所述三极管Q4的基极；所述三极管Q4的集电极通过所述电阻R9与所述充电线连接，所述三极管Q4的发射级接地。

在其中一个实施例中，所述保护电路包括：三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14及电阻R15；所述电阻R10及所述电阻R11的一端均与所述控制模块的TX通讯接口连接，所述电阻R10的另一端与所述三极管Q5的基极电连接，所述电阻R11的另一端与所述三极管Q5的发射级及单片机电源的正极均电连接；所述三极管Q5的集电极与所述电阻R12的一端及所述电阻R13的一端均连接；所述电阻R12的另一端与所述三极管Q6的发射级及地连接，所述电阻R13的另一端与所述三极管Q6的基极电连接；所述三极管Q6的集电极通过所述电阻R14与所述充电线连接，且与所述三极管Q7的基极电连接；所述三极管Q6的发射级及所述三极管Q7的集电极均接地，所述三级管Q7的发射级与所述电阻R15的一端电连接，且与所述控制模块的RX通讯接口连接；所述电阻R15的另一端与所述控制模块的电源正极电连接。

在其中一个实施例中，所述控制模块为单片机。

一种太阳能LED一体灯的控制系统，包括上述太阳能LED一体灯和终端，且所述充电线的引出端与所述终端通讯连接。

在其中一个实施例中，所述终端具有RS232接口或USB接口，所述充电线的引出端与所述终端的RS232转TTL线或USB转TTL线连接。

上述太阳能LED一体灯，通过太阳能电池板与锂电池之间的充电线与控制模块连接，且充电线引出太阳能LED一体灯的外壳，使充电线的引出端用于与终端通讯连接。省去了额外的通讯模块设计和专门的通讯线，使得设计更简单并降低了成本。

附图说明

图1为太阳能LED一体灯控制系统的示意图；

图2为保护电路中接收电平转换电路的电路原理图；

图3为图2所示保护电路中发射电平转换电路的电路原理图；

图4为一实施例的保护电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，为一实施例太阳能LED一体灯控制系统的示意图。由图1可知，太阳能LED一体灯的控制系统包括：太阳能LED一体灯及终端。其中，太阳能LED一体灯包括太阳能电池板12、锂电池11、及LED灯13。其中太阳能电池板12和锂电池11之间通过充电线10连接，且充电线10与控制模块(控制模块图中未示出)连接，并引出太阳能LED一体灯的外壳。引出的充电线10与终端PC的RS232转TTL线或USB转TTL线连接，使太阳能LED一体灯与终端PC通过充电线10通讯连接。在图1中示出的终端为PC，没有具体示出终端的RS232转TTL线或USB转TTL线。可以理解地，在一些实施例中，终端还可以是PAD或手机等，本实用新型不做具体限制。

可以理解地，由于控制模块的工作电压可能与充电线10上的电压值不等，当控制模块的工作电压与充电线10上的电压值不等时，有可能损坏控制模块的通讯接口，所以在本实用新型的一些实施例中，在充电线10与控制模块之间还设置有保护电路。

在一具体实施例中，控制模块为单片机，且单片机的工作电压为3.3V，太阳能电池的电压高于10V，也即充电线10上的电压高于10V，此时要使单片机与终端保持通讯，且不损坏单片机的通讯接口，就需要在充电线10与单片机之间设置保护电路，保护电路使得单片机的通讯接口的电压保持在3.3V。具体地，在本实施例中，保护电路由两部分组成，分别为接收电平转换电路和发射电平转换电路。

接收电平转换电路的电路原理图如图2所示。由图2可知，接收电平转换电路包括：三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、及电阻R3。其中，电阻R1的一端与充电线10电连接，另一端与三极管Q1的基极电连接。三极管Q1的集电极分别与电阻R2和电阻R3的一端电连接，三极管Q1的发射级接地。电阻R2的另一端与电源的正极电连接，电阻R3的另一端与三极管Q2的基极电连接。三级管Q2的发射级接地，三极管Q2的集电极通过电阻R4连接至单片机的电源正极，且三极管Q2的集电极与通讯模块的RX通讯接口连接。

由于电阻R1的一端与充电线10电连接，所以电阻R1的电压为充电线10的电压，在本实施例中高于10V，且电阻R1选择标准的510K电阻，此时流过电阻R1的电流几乎为0，即三极管Q1的基极电流几乎为0，此时三极管Q1截止。在本实施例中，电阻R2和电阻R3均为510K电阻，电阻R4为1M电阻，所以三极管Q2也截止。此时三极管Q2的集电极电压与单片机的电源电压相同，也即保证了单片机的RX通讯接口的电压为3.3V。

发射电平转换电路的电路原理图如图3所示。由图3可知，发射电平转换电路包括：三极管Q3、三极管Q4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8及电阻R9。其中，电阻R5及电阻R6的一端均与单片机的TX通讯接口连接，电阻R5的另一端与三极管Q3的基极电连接，电阻R6的另一端与电阻R7的一端电连接，且连接至单片机的电源正极。电阻R7的另一端与三极管Q3的集电极及电阻R8的一端连接。三极管Q3的发射级接地。电阻R8的另一端连接至三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极通过电阻R9与充电线连接，三极管Q4的发射级接地。

在本实施例中，电阻R5为200K的电阻，由于电阻R5与单片机的TX通讯接口连接，电阻R5的电压也为3.3V，此时流过电阻R5的电流很小，几乎为0，则三极管Q3截止。在本实施例中，电阻R6为1M的电阻，电阻R8为100K的电阻，所以三极管Q4也截止，也即三极管Q4集电极的电压与充电线10上的工作电压相同，保证了信号从单片机的TX通讯接口经过发射电平转换电路到达充电线10时，充电线10能正常工作，且避免了充电池线10与单片机直接连接对单片机的TX通讯接口造成损坏。

在本实用新型的另一实施例中，控制模块为单片机，且单片机的工作电压为3.3V，太阳能电池的电压低于5V，也即充电线10上的电压低于5V，此时要使单片机与终端保持通讯，且不损坏单片机的通讯接口，也需要在充电线10与单片机之间设置保护电路。

具体地，保护电路的电路原理图如图4所示。由图4可知，在本实施例中，保护电路包括：三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14及电阻R15。其中，电阻R10及电阻R11的一端均与单片机的TX通讯接口连接，电阻R10的另一端与三极管Q5的基极电连接，电阻R11的另一端与三极管Q5的发射级及单片机电源的正极均电连接。三极管Q5的集电极与电阻R12的一端及电阻R13的一端均连接。电阻R12的另一端与三极管Q6的发射级及地连接，电阻R13的另一端与三极管Q6的基极电连接。三极管Q6的集电极通过电阻R14与充电线10连接，且与三级管Q7的基极电连接。三极管Q6的发射级及三极管Q7的集电极均接地，三极管Q7的发射级与电阻R15的一端电连接，且与单片机的RX通讯接口连接。电阻R15的另一端与单片机的电源正极电连接。

在本实施例中，电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R15均为1M的电阻。当单片机向终端发送信号时，由于单片机的TX通讯接口与电阻R10连接，所以流过电阻R10的电流值几乎为0，也即三极管Q5的基极电流为0，三极管Q5截止。同理三极管Q6也截止，此时三极管Q6的集电极电压即为充电线的工作电压，供充电线正常工作，且保护了单片机的TX通讯接口。

当单片机接收终端的信号时，在本实施例中，由于太阳能电池的电压低于5V，也即充电线10上的电压低于5V，由PNP型三极管高电平导通，低电平截止可知，三极管Q7也处于截止状态。也即三极管Q7的集电极电压为单片机的电源电压，从而保护了单片机的RX通讯接口。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种太阳能LED一体灯，包括太阳能电池板、锂电池、LED灯和控制模块，其特征在于，所述太阳能电池板与所述锂电池之间的充电线与所述控制模块连接，且所述充电线引出所述太阳能LED一体灯的外壳；所述充电线的引出端用于与终端通讯连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能LED一体灯，其特征在于，所述控制模块与所述充电线之间还设置有保护电路；所述保护电路包括接收电平转换电路和发射电平转换电路。

3.根据权利要求2所述的太阳能LED一体灯，其特征在于，所述接收电平转换电路包括：三极管Q1、三极管Q2、电阻R1、电阻R2、及电阻R3；所述电阻R1的一端与所述充电线电连接，另一端与所述三极管Q1的基极电连接；所述三极管Q1的集电极分别与所述电阻R2和所述电阻R3的一端电连接，所述三极管Q1的发射极接地；所述电阻R2的另一端与电源的正极电连接，所述电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极电连接；所述三极管Q2的发射级接地，所述三极管Q2的集电极通过所述电阻R4连接至所述控制模块的电源正极，且所述三极管Q2的集电极与所述通讯模块的RX通讯接口连接。

4.根据权利要求2所述的太阳能LED一体灯，其特征在于，所述发射电平转换电路包括：三极管Q3、三极管Q4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8及电阻R9；所述电阻R5及所述电阻R6的一端均与所述通讯模块的TX通讯接口连接，所述电阻R5的另一端与所述三极管Q3的基极电连接，所述电阻R6的另一端与所述电阻R7的一端电连接，且连接至所述控制模块的电源正极；所述电阻R7的另一端与所述三极管Q3的集电极及所述电阻R8的一端连接；所述三极管Q3的发射级接地；所述电阻R8的另一端连接至所述三极管Q4的基极；所述三极管Q4的集电极通过所述电阻R9与所述充电线连接，所述三极管Q4的发射级接地。

5.根据权利要求2所述的太阳能LED一体灯，其特征在于，所述保护电路包括：三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14及电阻R15；所述电阻R10及所述电阻R11的一端均与所述控制模块的TX通讯接口连接，所述电阻R10的另一端与所述三极管Q5的基极电连接，所述电阻R11的另一端与所述三极管Q5的发射级及单片机电源的正极均电连接；所述三极管Q5的集电极与所述电阻R12的一端及所述电阻R13的一端均连接；所述电阻R12的另一端与所述三极管Q6的发射级及地连接，所述电阻R13的另一端与所述三极管Q6的基极电连接；所述三极管Q6的集电极通过所述电阻R14与所述充电线连接，且与所述三极管Q7的基极电连接；所述三极管Q6的发射级及所述三极管Q7的集电极均接地，所述三极管Q7的发射级与所述电阻R15的一端电连接，且与所述控制模块的RX通讯接口连接；所述电阻R15的另一端与所述控制模块的电源正极电连接。

6.根据权利要求1至5任一所述的太阳能LED一体灯，其特征在于，所述控制模块为单片机。

7.一种太阳能LED一体灯的控制系统，包括太阳能LED一体灯和终端，其特征在于，所述太阳能LED一体灯为权利要求1至6任一项所述的太阳能LED一体灯，且所述充电线的引出端与所述终端通信连接。

8.根据权利要求7所述的太阳能LED一体灯的控制系统，其特征在于，所述终端具有RS232接口或USB接口，所述充电线的引出端与所述终端的RS232转TTL线或USB转TTL线连接。