自制太陽能路燈控制器(太陽能路燈控制器圖解)
太陽能路燈控制器電路圖1.工作原理電路原理見圖1所示。該電路由以U5為核心組成的蓄電池過充電控制電路、以U4A~U4D為核心組成的蓄電池電壓指示電路及顯示電壓按鈕開關(guān)KS1電路、以U1B組成的蓄電池過放電控制電路、以U1A組成的開燈檢測控制電路、以U2組成的開燈及延時(shí)熄燈及二次開燈定時(shí)控制電路,以及以控制三極管Q2驅(qū)動繼電器組成的輸出控制電路等組成?,F(xiàn)分別介紹如下。(1)過充電、過放電檢測保護(hù)部分太陽能電池組件板或陣列由插口CZ1的①腳輸入,加至防反充電二極管D2的正極.D2的負(fù)極接12V蓄電池的正極,即CZ1的③腳??刂破髟诔跏忌想姇r(shí),由于C4的作用使U5②腳為低電平,③腳輸出高電平,Q7導(dǎo)通;Q8截止,允許太陽能電池給蓄電池充電。當(dāng)蓄電池所充的電壓小于14.4V時(shí),由R13、(R38十R39)組成的串聯(lián)分壓電路送至U5②、⑥電壓低于2/3U5的供電電壓時(shí),即小于6V,電路維持充電狀態(tài);隨著充電時(shí)間的延長,蓄電池電壓逐漸升高,當(dāng)U5②、⑥的電壓高于2/3U5供電電壓時(shí),U5③腳輸出低電平,Q7截止、Q8導(dǎo)通,給太陽能電池板泄放電流,停止對蓄電池充電。在U5③腳輸出低電平的狀態(tài)下,其⑦腳導(dǎo)通,相當(dāng)于將1140并入電路中。此時(shí)電路的分壓比為:R38+R39//R40/IRl3+(R38+R39)//R40,不難算出,當(dāng)蓄電池電壓低于設(shè)定值13V時(shí).電路狀態(tài)再次翻轉(zhuǎn),U5③腳輸出高電平,允許蓄電池充電。(2)開燈檢測方法與控制太陽能電池板是一個(gè)很好的光敏元件,其輸出電流、電壓能隨著接受光的強(qiáng)度和照度變化而變化,本控制器就是利用這一原理實(shí)現(xiàn)開、關(guān)燈控制的。太陽能電池板PVin輸入電壓經(jīng)R5、R6串聯(lián)分壓后;加至運(yùn)放U1A②腳,其③腳接于R9、R8+VR1的分壓點(diǎn)上。在白天,太陽能電池板在陽光的照射下輸出電壓很高,其經(jīng)R5、R6分壓后使運(yùn)放U1A②腳電壓高于③腳,U1A①腳輸出低電平,Q1截止,U2無供電電壓不工作,Q2截止,繼電器不吸合,系統(tǒng)無輸出電壓,路燈不工作。隨著天色漸黑,太陽能電池板輸出電壓降低。UlA②腳的電壓也同步降低,當(dāng)U1A②腳電壓低于③腳時(shí),比較器翻轉(zhuǎn),U1A①腳輸出高電平,Q1導(dǎo)通,定時(shí)電路U2得電工作,Q2導(dǎo)通、JDQ1吸合點(diǎn)亮路燈。圖中VR1為路燈開燈時(shí)刻設(shè)置調(diào)節(jié)電位器,調(diào)節(jié)VRl可設(shè)置不同時(shí)刻點(diǎn)亮路燈。DW1是鉗位二極管,作用是避免白天太陽能電池板接受的電壓過高導(dǎo)致U1A②腳輸入電壓過高而損壞。C1為儲能電容,作用是防止U1A②腳電壓瞬時(shí)突變誤點(diǎn)亮路燈。R14為反饋電阻.其作用是使U1A成為一個(gè)遲滯比較器.防止和避免U1A在開燈點(diǎn)附近振蕩而反復(fù)開、關(guān)路燈。(3)路燈延時(shí)電路點(diǎn)亮、熄滅控制電路延時(shí)控制電路選用CD4541BE可編程定時(shí)控制芯片,它功耗低、內(nèi)置可編程分頻器電路,最大分頻級數(shù)為65536級。本控制器設(shè)計(jì)定時(shí)開燈和定時(shí)關(guān)燈時(shí)間調(diào)節(jié)范圍是:2.093小時(shí)-11.93小時(shí).分別由V:R2和VR3控制調(diào)節(jié)。(4)蓄電池停止放電優(yōu)先控制電路若在路燈欲點(diǎn)亮或已點(diǎn)亮?xí)r,蓄電池電壓已經(jīng)低于其允許終止放電值時(shí),Q4導(dǎo)通.此時(shí)無論U1A輸出高電平與否,均會使Q1截止,從而保護(hù)蓄電池避免過放電損壞。(5)電池電壓指示電路為了讓現(xiàn)場看管、維護(hù)人員及時(shí)了解、掌握蓄電池的狀態(tài),本控制器設(shè)有LED電池電壓指示裝置,通過LLED點(diǎn)亮的數(shù)量指示蓄電池電壓的高低。2.電路調(diào)試制作中發(fā)現(xiàn)。NE555時(shí)基電路的實(shí)際狀態(tài)轉(zhuǎn)換點(diǎn),即1/3V(:C與2/3VCC狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)跳變點(diǎn)并不是嚴(yán)格遵循理論值。通過調(diào)節(jié)電阻R13可實(shí)現(xiàn)14.4V的過充電控制。將R13由設(shè)計(jì)的100kΩ換為120kΩ即可達(dá)到實(shí)際要求。同理,通過調(diào)節(jié)VR4可校準(zhǔn)蓄電池指示電壓。二、用PIC12F675單片機(jī)制作的太陽能路燈控制器圖2是用:PIC12F675單片機(jī)制作的太陽能路燈控制器電路。PIC12F675是8引腳單片機(jī),具有6個(gè)I/0口,自帶內(nèi)部RC振蕩器(振蕩頻率為4MHz)、4路10位A/D轉(zhuǎn)換器、一路比較器,該控制器性能穩(wěn)定、可靠,耗電低。1.工作原理PIC12F675控制蓄電池的過充電、過放電,開、關(guān)路燈功能,定時(shí)點(diǎn)亮、天黑自動點(diǎn)亮、延時(shí)點(diǎn)亮、自動跟蹤點(diǎn)亮等功能,路燈點(diǎn)亮測試控制功能,LED指示功能等。由蓄電池BTl、蓄電池過充電控制執(zhí)行場效應(yīng)管01、三端穩(wěn)壓器U1組成電源供電系統(tǒng);Q2、Q4.組成放電控制;K1手動,R_GM1光控自動開燈系統(tǒng),蓄電池分壓電阻,發(fā)光指示二極管等部分組成。太陽能電池板電壓由接口J3輸入.經(jīng)防反充二極管D1后分成兩路,一路經(jīng)U1LM78L05穩(wěn)壓后,為PIC12F675單片機(jī)提供工作電源,另一路經(jīng)FB保險(xiǎn)絲給蓄電池充電。單片機(jī)上電后,首先由Rf、Cf組成的硬件電路進(jìn)行復(fù)位.然后由軟件控制U2③腳GP4輸出高電平,讓Q4導(dǎo)通、Q2截止,控制系統(tǒng)停止放電,再檢測U2⑦腳GP0上的分壓值,通過內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換及軟件運(yùn)算間接檢測、判斷蓄電池是否欠壓、過壓.若蓄電池發(fā)生過充電,則通過軟件控制U2②腳GP5輸出高電平,使Q1導(dǎo)通.短路太陽能電池板、停止向蓄電池充電,同時(shí)點(diǎn)亮“過充電”指示燈LED2;若未發(fā)生過充電,則U2②腳GP5輸出低電平,允許蓄電池充電。通過檢測U2⑥腳GP1所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值,判斷是否已經(jīng)“天黑,到了開路燈時(shí)間”,若到了預(yù)設(shè)的開燈點(diǎn),則由軟件控制u2③腳GP4輸出低電平,使Q4截止、02導(dǎo)通,點(diǎn)亮路燈。若不到開燈點(diǎn),則程序返回,循環(huán)檢測上述諸參數(shù)。K1是手動開燈按鈕。按下K1,路燈點(diǎn)亮。單片機(jī)通過檢測光敏電阻R_GM1上的分壓值,判斷是否“天黑”,若是天黑.則按設(shè)計(jì)要求點(diǎn)亮路燈,若否,單片機(jī)進(jìn)入路燈控制器“測試”功能:2分鐘后路燈自動熄滅。2.說明由于單片機(jī)程序設(shè)計(jì)十分靈活,故這里用“開燈點(diǎn)”作為開燈標(biāo)記符,這個(gè)點(diǎn)可以是時(shí)間。也可以是天黑的“程度”。若定義的是時(shí)間,可以讓路燈從此時(shí)開始計(jì)時(shí),點(diǎn)亮若干小時(shí)后熄滅;若是天黑的程度,可以讓路燈到了此天黑程度后開始點(diǎn)亮。此后既可計(jì)時(shí)熄滅,也可判別天亮后熄滅。一切由軟件設(shè)計(jì)人員抉擇。
看《新型太陽能路燈控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》這篇碩士論文就夠了,講的很詳細(xì),主電路很全,只是程序只給出一半,另一半我也愁呢
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