CN2896781Y

CN2896781Y - 多模式太阳能示警灯

Info

Publication number: CN2896781Y
Application number: CNU2006200556066U
Authority: CN
Inventors: 黄华凛; 徐刚
Original assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Current assignee: Guangzhou Institute of Energy Conversion of CAS
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2007-05-02
Anticipated expiration: 2016-03-02

Abstract

本实用新型提供了一种多模式太阳能示警灯，包括外壳、电源电路、复位电路、脉冲发生电路、分频电路，计数器电路，驱动电路和高亮度发光二极管组。该示警灯通过太阳能电池和蓄电池给电路提供电源，脉冲发生电路发出的脉冲输入分频电路，输出分频脉冲，再输入计数器电路，计数器输出经由驱动电路放大后驱动高亮度二极管组发光显示。高亮度发光二极管组360度布置，依次围成一周，最多100组。通过驱动信号与高亮度发光二极管排列顺序的有机组合，产生某一时刻最多有10组高亮度发光二极管发光显示。本实用新型亮度高损耗低，且示警效果多样，实现了模拟机械转动式示警灯的效果，因利用太阳能而无需外加能源，可使用于任何环境。

Description

多模式太阳能示警灯

技术领域

本实用新型属于警报器技术领域。

背景技术

目前的旋转式发光二极管示警灯主要为机械旋转式，此方式易产生机械磨损，存在功耗大、寿命短而且不适合在冲击的场合使用，而且目前旋转式发光二极管示警灯多表现为单组发光二极管或者不相连接的几组发光二极管发光显示，示警模式单调，另外以上的示警灯均需外加电源来供电，使用不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高亮度、低损耗、无需外加能源、可用于任何环境的具有多模式示警效果的示警灯。

为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种多模式太阳能示警灯，包括外壳、高亮度发光二极管组、电源电路、复位电路、脉冲发生电路、分频电路、计数器电路、驱动电路；太阳能电池及蓄电池相结合组成电源电路来提供电源；一个电容串联一个电阻控制一个三极管的导通组成复位电路，控制分频电路和计数器电路复位；一个多谐振荡器组成脉冲发生电路；一个计数器模块组成分频电路，脉冲发生电路发出的脉冲信号输出到分频电路的时钟信号输入端；多个计数器模块组成计数器电路，分频电路的输出脉冲分别对应输入计数器电路中计数器的时钟信号输入端；一组MOS管组成驱动电路，以计数器电路中计数器的输出脉冲作为驱动信号经驱动电路放大后对应驱动高亮度发光二极管组发光显示。

所述电源电路由蓄电池、太阳能电池、时基集成芯片IC1、开关K1、肖特基二极管DS2和MOS管Q1组成，肖特基二极管DS2的P极与太阳能电池正极连接，肖特基二极管DS2的N极与蓄电池的正极连接后通过一单刀双掷开关K1分别与MOS管Q1的源极和漏极连接，Q1的源极作为电源电路的输出端，太阳能电池与蓄电池的负极接地，IC1的RES脚、VCC脚与Q1的漏极相连接，Q1的栅极串接电阻R3后与IC1的OUT脚连接，在太阳能电池的正极与地之间串接电阻R1和可变电阻W1，电阻R2一端与R1与W1的接点连接，另一端与电容E1的正极及IC1的TRI和THR脚相连接，电容E1的负极接地，IC1的CON脚与地线之间连接电容C1，IC1的GND脚接地。开关K1的转换可实现电路是否需要光控，肖特基二极管控制太阳能电池对蓄电池充电。

所述驱动电路为一组MOS管，其栅极分别通过电阻对应连接计数器电路计数器的输出脚，其源极接地，漏极分别通过电阻对应连接高亮度发光二极管组的N极，高亮度发光二极管组的P极连接太阳能电池和蓄电池。

所述驱动电路中一组MOS管的每个的漏极通过电阻与高亮度发光二极管组的N极连接点再分别各连接一个二极管的P极，二极管的N极共同通过电阻连接到另一个MOS管的漏极，该MOS管的源极接地，其栅极通过电阻连接到另一组二极管组的N极的共同连接点上，该二极管组的P极可输入任意的驱动信号。

所述高亮度发光二极管组360度布置，依次围成一周。

所述分频电路可采用十进制计数模块CD4017。

所述高亮度发光二极管组最多可布置100组。

所述计数器电路中的计数器可采用十进制计数模块CD4017。

该实用新型多模式太阳能示警灯通过太阳能电池和蓄电池给电路提供永久电源，复位电路工作使得分频电路和计数器电路瞬间复位，脉冲发生电路发出的脉冲信号输出到分频电路的时钟信号输入端CP，分频器的输出端依次输出一个高电平脉冲，高电平脉冲作为计数器电路的多个计数器的时钟信号分别输入各个计数器的CP端，每个计数器的输出脚依次输出一个高电平脉冲，作为驱动信号，经一组MOS管进行功率放大后驱动高亮度发光二极管组发光进行示警显示。高亮度发光二极管360度布置依次围成一周，高亮度发光二极管最多可布置100组，分频电路最多可依次输出十个高电平脉冲，计数器电路的计数器通过驱动电路发出的驱动信号与高亮度发光二极管排列顺序的有机组合，可产生在某一时间点最多有10组高亮度发光二极管在亮，当末尾一组灭时，在前端发亮的前一组即亮，如此循环，形成段式循环旋转的模式，真正地模拟了机械转动式示警灯的效果；而通过在驱动电路中接入任意驱动信号产生频闪及旋转和频闪叠加等多种示警效果模式。

本实用新型亮度高，无需机械运动部件，损耗低，且示警效果多样，实现了模拟机械转动式示警灯的效果，因利用了太阳能来供电，所以无需外加能源，可使用于任何环境。本实用新型集光控于一体，可供用户自由选择。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图

图2是本实用新型的电路原理图

图3是本实用新型的电源电路图

图4是本实用新型的脉冲发生电路图

图5是本实用新型的复位电路图

图6是本实用新型的分频电路图

图7是本实用新型的计数器电路图

图8是本实用新型的驱动电路图

图9是本实用新型的电路总图

图10是本实用新型实施例的电脑仿真波形图

图11是本实用新型信号输出端与显示排列序号对应表

附图标记说明

1.太阳能电池 2.蓄电池 3.外壳 4.高亮度发光二极管。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：

本实用新型的整体结构如图1所示。多组高亮度发光二极管4安装在外壳3内部，并通过电路分别联接太阳能电池1和蓄电池2。

本实用新型的电路工作原理如图2所示，电源电路提供电源时，复位电路工作使得分频电路和计数器电路瞬间复位，脉冲发生电路发出的脉冲信号输出到分频电路的时钟信号输入端CP，分频器的输出端依次输出一个高电平脉冲作为计数器电路的计数器的时钟信号分别输入计数器的CP端，每个计数器依次输出一个高电平脉冲，作为驱动信号，经MOS管组进行功率放大后驱动高亮度发光二极管发光进行示警显示。

如图3所示，所述电源电路由蓄电池、太阳能电池、时基集成芯片IC1、开关K1、肖特基二极管DS2和MOS管Q1组成，所述电源电路由蓄电池、太阳能电池、时基集成芯片IC1、开关K1、肖特基二极管DS2和MOS管Q1组成，肖特基二极管DS2的P极与太阳能电池正极连接，肖特基二极管DS2的N极与蓄电池的正极连接后通过一单刀双掷开关K1分别与MOS管Q1的源极和漏极连接，Q1的源极作为电源电路的输出端，太阳能电池与蓄电池的负极接地，IC1的RES脚、VCC脚与Q1的漏极相连接，Q1的栅极串接电阻R3后与IC1的OUT脚连接，在太阳能电池的正极与地之间串接电阻R1和可变电阻W1，电阻R2一端与R1与W1的接点连接，另一端与电容E1的正极及IC1的TRI和THR脚相连接，电容E1的负极接地，IC1的CON脚与地线之间连接电容C1，IC1的GND脚接地。开关K1的转换可实现电路是否需要光控，当开关K1直接连接电池和电路时，则不需要光控，否则需要光控。在电路需要光控制电路时，通过鉴别时基集成电路IC1的TRI脚和THR脚的电压来实现OUT脚输出高电平或低电平，当太阳能电池有光辐照工作时，IC1的TRI脚和THR脚的电压同时大于三分二的电源电压，IC1的OUT脚输出低电平，MOS管截止，电路不工作；当太阳能电池没有光辐照工作时，IC1的TRI脚和THR脚的电压同时小于三分一的电源电压时，IC1的OUT脚输出高电平，MOS管导通，电路得电而工作。调整W1可实现光控点电压大小。太阳能电池通过一个肖特基二极管在电位高于蓄电池电位时给蓄电池充电，以补充电能，在电位相同时共同作用于电路，在电位低或者为零时，肖特基二极管截止，防止蓄电池向太阳能电池放电。

如图4所示，脉冲发生电路由时基集成电路IC2、可变电阻W2和W3、二极管D2、电解电容E2、无极电容C2组成占空比可调的低频振荡器，通过调节占空比进而调节分频电路发出高电平的速率，从而起到调整旋转和频闪的速率。

如图5所示，复位电路由电解电容E3、三极管T1、电阻R4、R209、R210、二极管D3～D13组成。当电路工作时，电源经过电阻R4对电解电容E3充电，电阻R4两端有电流流过从而呈现高电平，使得三极管T1导通，在R210两端产生电压，在高电平端连接二极管D3～D13，高电平对分频电路和计数器电路进行瞬时复位，二极管D3～D13起到隔离作用，避免各计数器及分频电路之间的影响。当电解电容E3充电完毕后，电阻R4没电流流过，三极管T1截止，复位端恢复到低电平。

如图6所示，分频电路由一个十进制的计数器模块IC3和电阻R211～R222组成。当电路工作后，十进制的计数器模块IC3在脉冲信号作用下，其输出端V00～V09脚依次输出一个高电平脉冲，这10个高电平脉冲作为计数器电路的10个十进制的计数器模块的时钟信号，输入到他们的CP端，R211～R222连接时钟脉冲和接地起抗干扰的作用。

如图7所示，计数器电路由10个十进制的计数器模块IC4～IC13组成，在十进制的计数器模块IC3发出脉冲信号作用下，各自的输出端V00～V09脚依次输出一个高电平脉冲，用其作为驱动电路的驱动信号输入到驱动电路。

如图8所示，驱动电路由一组MOS管Q2～Q103、一组电阻R5～R208、一组二极管D14～D215和一百组高亮度发光二极管组成。从计数器电路发出的驱动信号经电阻组R5～R105分别连接到MOS管组Q2～Q102的栅极，MOS管组Q2～Q102的源极接地，其漏极通过限流电阻组R108～R208与高亮度发光二极管组的N极连接，高亮度发光二极管组的P极连接电源的高电位，此连接方式实现了段式循环旋转的模式。

再在MOS管组Q2～Q102的漏极通过电阻R108～R208与高亮度发光二极管组的N极连接点上分别连接二极管组D14～D114的P极，二极管组D14～D114的N极共同通过限流电阻R107连接到MOS管Q103的漏极，Q103源极接地，栅极通过电阻R106连接到二极管组D115～D215的N极的共同连接点上，二极管组D115～D215的P极输入为任意的驱动信号。MOS管作为大功率的开关管使用，当MOS管Q103受到任意的驱动信号作用而导通时，所有的高亮度发光二极管同时发光，而发光的频率也就是频闪效果的时间间隔由任意输入信号的时间间隔来确定。可根据各自要求来接入输入信号。

当所有MOS管共同作用时，高亮度发光二极管发光的效果为旋转和频闪叠加的方式。

如图9所示为示警灯的电路总图。

计数器电路中10个十进制计数器模块的每个模块每只输出脚所对应的高亮度发光二极管360度布置的排列序号由图11所示。排列为IC4的V00脚作为第一组，IC5的V00脚作为第二组，IC6的V00脚作为第三组……IC13的V00脚作为第十组；IC4的V01脚作为第十一组，IC5的V01脚作为第十二组，IC6的V01脚作为第十三组……IC13的V00脚作为第二十组；……如此循环排列，示警器需要在某一时刻同时发光高亮度发光二极管的组数为计数器电路模块的个数，安装的总组数为某一时刻同时发光高亮度发光二极管的组数的倍数，组数的排列根据上面规律即可得出对应的序号。譬如要求某一时刻同时发光高亮度发光二极管的组数为5组，那计数器电路的计数器模块的个数也为5个，IC4的V00脚作为第一组，IC5的V00脚作为第二组，IC6的V00脚作为第三组，IC7的V00脚作为第四组，IC8的V00脚作为第五组，IC4的V01脚作为第六组，IC5的V01脚作为第七组，IC6的V01脚作为第八组，IC7的V01脚作为第九组，IC8的V01脚作为第十组，……总组数为10、15、20、25……，最多可安装50组。假设需要安装20组，只要把分频电路的十进制的计数器模块IC3的1脚和15脚短接复位，在计数器电路里的每块模块的10脚和15脚短接复位即可实现。

IC1～IC2采用555时基集成模块；IC3～IC13采用十进制计数器模块CD4017；

实施例：以3个高亮度发光二极管为一组，共16组，计数器电路中的计数器为4块十进制计数器模块CD4017，某一时刻有4组发亮，太阳能电池功率10瓦，T1三极管为9013，Q1～Q17为IRF3205。图10所示为本实施例16组高亮度发光二极管为旋转示警模式时驱动信号的电脑仿真波形图，该仿真波形图是由4块十进制的计数器模块组成的计数器电路，控制波形图的高电平表示发光。图形表明在某一时间点同时有4组高亮度发光二极管发光，当第一组灭后第五组即亮，如此循环，从而形成了段式循环旋转的效果。

本实用新型多模式太阳能示警灯在去除电源电路部分后可作常用的多模式示警灯使用。

Claims

1、一种多模式太阳能示警灯，包括外壳、高亮度发光二极管组，其特征在于：所述示警灯还包括电源电路、复位电路、脉冲发生电路、分频电路、计数器电路、驱动电路；

太阳能电池及蓄电池相结合组成电源电路来提供电源；

一个电容串联一个电阻控制一个三极管的导通组成复位电路，控制分频电路和计数器电路复位；

一个多谐振荡器组成脉冲发生电路；

一个计数器模块组成分频电路，脉冲发生电路发出的脉冲信号输出到分频电路的时钟信号输入端；

多个计数器模块组成计数器电路，分频电路的输出脉冲分别对应输入计数器电路中计数器的时钟信号输入端；

一组MOS管组成驱动电路，以计数器电路中计数器的输出脉冲作为驱

动信号经驱动电路放大后对应驱动高亮度发光二极管组发光显示。

2、如权利要求1所述的一种多模式太阳能示警灯，其特征在于：所述电源电路由蓄电池、太阳能电池、时基集成芯片IC1、开关K1、肖特基二极管DS2和MOS管Q1组成，肖特基二极管DS2的P极与太阳能电池正极连接，肖特基二极管DS2的N极与蓄电池的正极连接后通过一单刀双掷开关K1分别与MOS管Q1的源极和漏极连接，Q1的源极作为电源电路的输出端，太阳能电池与蓄电池的负极接地，IC1的RES脚、VCC脚与Q1的漏极相连接，Q1的栅极串接电阻R3后与IC1的OUT脚连接，在太阳能电池的正极与地之间串接电阻R1和可变电阻W1，电阻R2一端与R1与W1的接点连接，另一端与电容E1的正极及IC1的TRI和THR脚相连接，电容E1的负极接地，IC1的CON脚与地线之间连接电容C1，IC1的GND脚接地。

3、如权利要求1所述的一种多模式太阳能示警灯，其特征在于：所述驱动电路为一组MOS管，其栅极分别通过电阻对应连接计数器电路计数器的输出脚，其源极接地，漏极分别通过电阻对应连接高亮度发光二极管组的N极，高亮度发光二极管组的P极连接太阳能电池和蓄电池。

4、如权利要求3所述的一种多模式太阳能示警灯，其特征在于：所述驱动电路中一组MOS管的每个的漏极通过电阻与高亮度发光二极管组的N极连接点再分别各连接一个二极管的P极，二极管的N极共同通过电阻连接到另一个MOS管的漏极，该MOS管的源极接地，其栅极通过电阻连接到另一组二极管组的N极的共同连接点上，该二极管组的P极可输入任意的驱动信号。

5、如权利要求1所述的一种多模式太阳能示警灯，其特征在于：所述高亮度发光二极管组360度布置，依次围成一周。

6、如权利要求1所述的一种多模式太阳能示警灯，其特征在于：所述分频电路采用十进制计数模块CD4017。

7、如权利要求1或6所述的一种多模式太阳能示警灯，其特征在于：所述高亮度发光二极管组最多可布置100组。

8、如权利要求6所述的一种多模式太阳能示警灯，其特征在于：所述计数器电路中的计数器采用十进制计数模块CD4017。