CN208750601U - 一种基于光伏发电的提醒灯系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于光伏发电的提醒灯系统，包括供能装置、接收装置、控制器和执行装置；供能装置包括光伏发电模块和稳压模块，用以对整个控制系统供电；接收装置包括人体感应模块和光照模块；执行装置包括驱动模块和继电器模块；人体感应模块、光照模块分别与控制器的输入端相连，用以将实时检测到的人体信息和光照强度信息传递给控制器，控制器通过驱动模块与继电器模块中的线圈相连，继电器模块中的常开触点串接在电灯电源中，用以实现电灯电源的导通与关断。本实用新型充分利用光伏资源，清洁安全无污染，解决了晚上开关玄关灯带来的诸多问题。

Description

一种基于光伏发电的提醒灯系统

技术领域

本实用新型涉及光伏发电领域，具体涉及一种基于光伏发电的家用式提醒灯系统。

背景技术

现有住房中，在进户门处都会留有玄关，玄关是进门后更衣、换鞋、放伞、搁包等集纳地，也是家里主人出门时整理衣装、准备小件携带物品的空间。

虽然在玄关处留有室内灯的开关，但是在晚上进户后，住户也要在黑暗中去摸索电灯开关，如果手中再提有东西，还需要将东西放下后再去摸索开关，这无疑增加了许多不便；在玄关处有的住户还装有插排，如果在摸索开关的过程中碰触插排，会存在触电的潜在危险。

本校电气组通过对实际出现的问题进行研究实验得出一种自动启停的玄关灯系统，并且本电气组也正在研究新能源技术，而光伏发电作为一种新型能源方式，以其资源丰富，结构简单，安全环保等诸多优点受到许多国家的认可，尤其在我国，光伏发电事业更是如火如荼地发展着。

因此，本校电气组将光伏发电技术作为自动启停的玄关灯系统的电源，最终研发一种基于光伏发电的提醒灯系统。

发明内容

本实用新型提供一种基于光伏发电的提醒灯系统，用以解决现有技术中存在的不足。

本实用新型按以下技术方案实现：

一种基于光伏发电的提醒灯系统，包括供能装置、接收装置、控制器和执行装置；所述供能装置包括光伏发电模块和稳压模块，用以对整个控制系统供电；

所述接收装置包括人体感应模块和光照模块；所述执行装置包括驱动模块和继电器模块；所述人体感应模块、光照模块分别与控制器的输入端相连，用以将实时检测到的人体信息和光照强度信息传递给控制器，控制器通过驱动模块与继电器模块中的线圈相连，继电器模块中的常开触点串接在电灯电源中，用以实现电灯电源的导通与关断。

进一步，所述控制器由晶振电路、复位电路和单片机组成；其中，所述单片机采用STC89C52芯片。

进一步，所述光伏发电模块包括单晶硅光伏板和蓄电池，其中，蓄电池采用12V7AH大容量蓄电池，单晶硅太阳能电池板产产生的电能通过蓄电池进行存储。

进一步，所述单晶硅光伏板嵌入在方形框架内，该方形框架的底部焊接在铁板Ⅰ上，方形框架的中部通过支撑杆与铁板Ⅰ相固接，铁板Ⅰ通过膨胀螺栓固定在阳台的外壁上，所述蓄电池安装在铁板Ⅱ，该铁板Ⅱ通过膨胀螺栓固定在位于铁板Ⅰ下方的阳台的外壁上，蓄电池一方面通过稳压模块分别与接收装置、控制器和执行装置相连，另一方面与位于室内玄关处的电灯相连。

进一步，所述稳压模块采用AMS1117-5.0稳压芯片和AMS1117-3.3稳压芯片，

AMS1117-5.0稳压芯片一端与蓄电池相连，用以将蓄电池的12V电压转化5V电压供控制系统使用；AMS1117-3.3稳压芯片一端与蓄电池相连，用以将蓄电池的12V电压转化3.3V电压供控制系统使用。

进一步，所述人体感应模块采用RD-624热释电红外传感器，该传感器的引脚1为电源信号端，引脚2为信号采集信号的输出端子，并与STC89C52芯片的引脚4相连，引脚3为接地信号端子。

进一步，所述光照模块采用光敏电阻，该光敏电阻一端与电源相连，光敏电阻另一端通过连接模数转换模块与单片机相连。

进一步，所述模数转换模块采用ADC0832芯片；该ADC0832芯片的引脚1与STC89C52芯片的引脚14相连，ADC0832芯片的引脚2与光敏电阻相连，ADC0832芯片的引脚4接地，ADC0832芯片的引脚8接电源，ADC0832芯片的引脚7与STC89C52芯片的引脚15相连，ADC0832芯片的引脚5、引脚6均与STC89C52芯片的引脚16相连。

进一步，所述驱动模块为三极管Q1，所述三极管Q1的发射极与电源相连，三极管Q1的基极通过连接电阻R1与STC89C52芯片的引脚21相连，三极管Q1的集电极与线圈相连，常开触点与电灯电源相串接。

本实用新型有益效果：

本实用新型在于实现对太阳能资源的充分利用，通过单晶硅太阳能电池板获得电能，一部分通过蓄电池储存起来，为夜间电灯正常工作提供能源，另一部分通过稳压模块进行转换后对整个控制系统供电。

白天时，电灯不亮；晚上时，当住户开门进来后，控制器触发三极管Q1导通使得线圈得电，线圈得电后使得常开触点闭合，电灯电源导通。电灯在亮的过程中，通过蓄电池存储的电能进行供电。当住户在玄关换好鞋并开启客厅灯后远离玄关，控制器关断三极管Q1后使得线圈失电，线圈失电后使得常开触点断开，电灯电源关断。

附图说明

图1为本实用新型控制结构框图；

图2为控制器与接收装置、执行装置电路连接图；

图3为稳压模块电路图；

图4为单晶硅光伏板和蓄电池安装结构图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种基于光伏发电的提醒灯系统，包括供能装置、接收装置、控制器3和执行装置；供能装置包括光伏发电模块5和稳压模块4，用以对整个控制系统供电；接收装置包括人体感应模块1和光照模块2；执行装置包括驱动模块7和继电器模块6；人体感应模块1、光照模块2分别与控制器3的输入端相连，用以将实时检测到的人体信息和光照强度信息传递给控制器3，控制器3通过驱动模块7与继电器模块6中的线圈相连，继电器模块6中的常开触点串接在电灯电源中，用以实现电灯电源的导通与关断。

如图2所示，控制器3由晶振电路、复位电路和单片机组成；其中，单片机采用STC89C52芯片。STC89C52芯片具有功耗低、体积小、集成高、可靠性高等优点。

光伏发电模块5采用单晶硅光伏板和12V7AH蓄电池。所谓光伏发电是利用半导体界面的光伏效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在复合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区运动，空穴向带负电的P区运动。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大，产生的电能也就越多。产生的电能通过蓄电池储存起来，为晚上玄关处的电灯正常工作提供能源。使用12V7AH蓄电池，其中12V表示电池的电压，7AH表示电池容量为7安时。

以下给出单晶硅光伏板和蓄电池具体安装优选实施例：

如图4所示，单晶硅光伏板101嵌入在方形框架103内，该方形框架103的底部焊接在铁板Ⅰ105上，方形框架103的中部通过支撑杆104与铁板Ⅰ105相固接，铁板Ⅰ105通过膨胀螺栓固定在阳台的外壁上，蓄电池102安装在铁板Ⅱ106，该铁板Ⅱ106通过膨胀螺栓固定在位于铁板Ⅰ105下方的阳台的外壁上，蓄电池102一方面通过稳压模块分别与接收装置、控制器3和执行装置相连，另一方面与位于室内玄关处的电灯8相连。

如图3所示，稳压模块4采用AMS1117-5.0稳压芯片和AMS1117-3.3稳压芯片。

以下给出AMS1117-5.0稳压芯片具体连接方案：

输入电压经47uF钽电容正极和0.1uF贴片电容与稳压芯片的输入端相连，输出电压经47uF钽电容正极和0.1uF贴片电容与稳压芯片的输出端相连，另一引脚接地，用以将蓄电池的12V电压转化稳定的5V电压供控制系统使用。

以下给出AMS1117-3.3稳压芯片具体连接方案：

输入电压经47uF钽电容正极和0.1uF贴片电容与稳压芯片的输入端相连，输出电压经47uF钽电容正极和0.1uF贴片电容与稳压芯片的输出端相连，另一引脚接地，用以将蓄电池的12V电压转化稳定的3.3V电压供控制系统使用。

继续参照图2所示，人体感应模块1采用RD-624热释电红外传感器，该传感器的引脚1为电源信号端，引脚2为信号采集信号的输出端子，并与STC89C52芯片的引脚4相连，引脚3为接地信号端子。该传感器利用温度变化的特征来探测红外线的辐射。采用双元补偿的方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。

继续参照图2所示，光照模块2采用光敏电阻，该光敏电阻一端与电源相连，光敏电阻另一端通过连接模数转换模块9与单片机相连。

以下给出模数转换模块具体安装优选实施例：

模数转换模块9采用ADC0832芯片；该ADC0832芯片的引脚1与STC89C52芯片的引脚14相连，ADC0832芯片的引脚2与光敏电阻相连，ADC0832芯片的引脚4接地，ADC0832芯片的引脚8接电源，ADC0832芯片的引脚7与STC89C52芯片的引脚15相连，ADC0832芯片的引脚5、引脚6均与STC89C52芯片的引脚16相连。

继续参照图2所示，驱动模块7为三极管Q1，三极管Q1的发射极与电源相连，三极管Q1的基极通过连接电阻R1与STC89C52芯片的引脚21相连，三极管Q1的集电极与线圈相连，常开触点与电灯电源相串接。

当三极管Q1的基极为高电平时，发射极关闭，当基极为低电平时，发射极导通。当接上电源时，整个电路处于工作状态。当获取数据到达预设的最大值时，STC89C52芯片的引脚21至低电平，此时三极管Q1导通（相当于导线），线圈得电。

工作过程：

白天时，单晶硅光伏板接收光照，将光能转化成电能后通过蓄电池进行存储，光照模块2检测到有光照后，将检测到的信息传递给控制器3，即使人体感应模块1检测到人体后，控制器3也使得电灯电源继续保持关断。

晚上时，当住户开门进来后，人体感应模块1检测到人体后，将检测到的信息传递给控制器3，并且光照模块2将检测到无光的信息传递给控制器3，此时，控制器3触发三极管Q1导通使得线圈得电，线圈得电后使得常开触点闭合，电灯电源导通。电灯8在亮的过程中，通过蓄电池存储的电能进行供电。

当住户在玄关换好鞋并开启客厅灯后远离玄关，此时，人体感应模块1将检测到无人的信息传递给控制器3，控制器3关断三极管Q1后使得线圈失电，线圈失电后使得常开触点断开，电灯电源关断。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：包括供能装置、接收装置、控制器和执行装置；

所述供能装置包括光伏发电模块和稳压模块，用以对整个控制系统供电；

所述接收装置包括人体感应模块和光照模块；

所述执行装置包括驱动模块和继电器模块；

所述人体感应模块、光照模块分别与控制器的输入端相连，用以将实时检测到的人体信息和光照强度信息传递给控制器，控制器通过驱动模块与继电器模块中的线圈相连，继电器模块中的常开触点串接在电灯电源中，用以实现电灯电源的导通与关断。

2.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：所述控制器由晶振电路、复位电路和单片机组成；其中，所述单片机采用STC89C52芯片。

3.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：所述光伏发电模块包括单晶硅光伏板和蓄电池，其中，蓄电池采用12V7AH大容量蓄电池，单晶硅太阳能电池板产产生的电能通过蓄电池进行存储。

4.根据权利要求3所述的一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：所述单晶硅光伏板嵌入在方形框架内，该方形框架的底部焊接在铁板Ⅰ上，方形框架的中部通过支撑杆与铁板Ⅰ相固接，铁板Ⅰ通过膨胀螺栓固定在阳台的外壁上，所述蓄电池安装在铁板Ⅱ，该铁板Ⅱ通过膨胀螺栓固定在位于铁板Ⅰ下方的阳台的外壁上，蓄电池一方面通过稳压模块分别与接收装置、控制器和执行装置相连，另一方面与位于室内玄关处的电灯相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：所述稳压模块采用AMS1117-5.0稳压芯片和AMS1117-3.3稳压芯片，

AMS1117-5.0稳压芯片一端与蓄电池相连，用以将蓄电池的12V电压转化5V电压供控制系统使用；

AMS1117-3.3稳压芯片一端与蓄电池相连，用以将蓄电池的12V电压转化3.3V电压供控制系统使用。

6.根据权利要求2所述的一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：所述人体感应模块采用RD-624热释电红外传感器，该传感器的引脚1为电源信号端，引脚2为信号采集信号的输出端子，并与STC89C52芯片的引脚4相连，引脚3为接地信号端子。

7.根据权利要求2所述的一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：所述光照模块采用光敏电阻，该光敏电阻一端与电源相连，光敏电阻另一端通过连接模数转换模块与单片机相连。

8.根据权利要求7所述的一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：所述模数转换模块采用ADC0832芯片；

该ADC0832芯片的引脚1与STC89C52芯片的引脚14相连，ADC0832芯片的引脚2与光敏电阻相连，ADC0832芯片的引脚4接地，ADC0832芯片的引脚8接电源，ADC0832芯片的引脚7与STC89C52芯片的引脚15相连，ADC0832芯片的引脚5、引脚6均与STC89C52芯片的引脚16相连。

9.根据权利要求1所述的一种基于光伏发电的提醒灯系统，其特征在于：所述驱动模块为三极管Q1，所述三极管Q1的发射极与电源相连，三极管Q1的基极通过连接电阻R1与STC89C52芯片的引脚21相连，三极管Q1的集电极与线圈相连，常开触点与电灯电源相串接。