太阳能LED路灯控制器设计.doc

太阳能LED路灯控制器设计 摘 要 本文设计了一种控制、时间控制结合太阳能灯，它是基于单片机的光敏电阻的光电控制装置。这类控制器的太阳能电池输出和电池功率等参数进行检测，确定了系统的工作状态，使用最大功率点跟踪算法实现最大功率跟踪的收集，功率储备完成后，采用脉宽调制调节发光二极管亮度进一步节约能源。根据晚上光线暗时自动开关灯的功率，夜间行人少时，根据设定的时间，早上又自动接通电源路灯，天亮后自动关闭，整体设计，从而实现自动控制系统的智能能量管理，更有利于推广应用太阳能路灯。 LED 蓄电池 光敏电阻 目 录 1 引言 1 2 设计原理 2 2.1太阳能电池板 2 2.2太阳能控制器 2 2.3蓄电池 3 2.4逆变器 3 2.5 LED的工作特性 3 3太阳能路灯控制器总体设计框图 5 3.1太阳能路灯控制器总体设计框图 5 3.2太阳能路灯控制器各个模块 5 4太阳能路灯控制器软件设计方案 7 4.1总体软件流程图 8 4.2主要子程序设计思路 8 结 论 12 致 谢 13 参 考 文 献 14 1 引言 在世界能源短缺、环境污染日益严重的今天，面对人类的可持续发展，从现有的常规能源向清洁、可再生的新能源过渡已提到政府议事台上来了。而太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的,是依托高新技术的发展，可以满足人类不断增长的能源需求，并保护地球的洁净，清洁环保。太阳辐射能是人类能够自由利用的能源。太阳能作为无限可再生能源，逐步部分替代城市生产、生活常规能源已是大势所趋。太阳能照明作为太阳能最重要的利用方式之一，也越来越受到能源行业和照明行业的关注。充分开发利用太阳能是世界各国政府可持续发展的能源战略决策。 太阳能道路照明灯无需架设输电线路或挖沟铺设电缆线路，不需要专人管制，可以被安装在广场、停车场、高尔夫球场、校园、公园、街道和高速公路等任何地方 与传统的照明工具相比，太阳能LED照明源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件，在功耗、寿命以及环保等方面有不可比拟的优越性，再加上太阳能灯具的节能性和安装简便，所以凡有工频交流电灯具的地方，LED灯具的触角就会到达。太阳能发电照明系统是根据中国国情和民情研发的，成为未来照明行业发展趋势 2设计原理 根据各部分电路的功能不同，整体电路可以分为以下几个部分，太阳能电池板组件、过充过放电控制电路、STC12C2051单片机、蓄电池、时控光控电路、照明负载和时间显示电路。 2.1太阳能电池板 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本直接决定整个系统的质量和成本。太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项。一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC为能向220VAC的电器提供电能，太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时， DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。??? 主控及数据采集电路如图2所示，包括单片机最小系统和A／D0809芯片，其中单片机P1口向数码管发送显示数据；P0口连接A／D0809芯片数据输出端，用于接收模数转换的数据；ALE(30引脚)连接A／D0809的CLOCK端，用于给A／D0809提供时钟信号；P2．7，P2．6分别用于控制过充过放电路，通过这2个端的高低电平变化，对电路进行过充过放保护以及对指示灯亮灭控制；P2．5连接A／D0809的OE端，用于控制A／D0809转换输出允许；P2．4连接A／D0809的转换启动端START，用于控制AD转换启动信号；P2．3连接A／D0809地址锁存端ALE，用于控制地址锁存信号；P2．0，P2．1，P2．2连接A／D0809模拟通道地址端ADDA，ADDB，ADDC，用于对模拟通道进行选择。主控电路功能实现：单片机通过P2．0，P2．1，P2．2控制A／D0809 ADDA，ADDB，ADDC，选择A／D0809模拟输入IN0端作为模拟信号输入端，A／D0809通过内部AD转换，将模拟电压信号转换成数字信号，并通过数据口传送给单片机，单片机通过一系列处理控制数码管显示以及充放电控制端。 图2