专利名称：太阳能led路灯控制仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种灯光控制装置，尤其涉及一种太阳能LED路灯控制设备。
背景技术：
目前，路灯一般采用高压钠灯或水银灯，存在耗电量大、寿命短、发光效 率低、污染环境等问题。最近发展起来的LED灯解决了传统路灯存在的这些问 题。随着科技的发展和人们环保意思的增强，太阳能的利用逐渐被人们关注， 太阳能路灯也普遍被采用。目前，公知的太阳能LED路灯控制仪是由测光电阻根据周围光线强度的变 化，转换测光电阻两端电压的变化，此电压信号经过运算放大电路放大后，再 送入比较器和设定值进行比较，根据比较的结果来判断是否开启或关闭路灯。 现有的太阳能LED路灯控制仪主要存在以下问题(1)不能识别外界干扰信号 和正常信号，容易出现控制不准确的现象，从而会影响到照明电路的稳定性； (2)对蓄电池没有过放电保护措施，容易造成蓄电池的过放电，影响蓄电池的 寿命；(3)现有控制方法的可靠性容易受元器件的老化、环境温度变化而出现 偏差。实用新型内容本实用新型的目的是为了克服现有太阳能LED路灯控制器容易出现控制不 准确和不能节电的不足，提供一种控制准确，抗干扰能力强又能自动进入节电 模式的太阳能LED路灯控制仪。本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现。一种太阳能LED路灯控制仪，由控制器和参数设定仪组成。控制器由光线 亮度采样电路、蓄电池电压采样电路、负载电流采样电路、光电耦合隔离电路、 稳压电源电路和驱动电路组成。其中，光线亮度采样电路并联于太阳能电池两 端，其信号输出端与单片机相连。稳压电路和蓄电池电压取样电路分别并联于 蓄电池两端，它们的信号输出端分别与单片机相连。单片机一信号输出端与光 电隔离电路信号输入端相连，光电隔离电路信号输出端与驱动电路信号输入端 相联，驱动电路信号输出端通过负载电流取样电路与LED照明灯相联。参数设 定仪和单片机相连。参数设定仪由按键电路、译码电路和数码显示部分组成，按键电路信号输出端与接口相连。数码显示部分由LED显示器和LED状态指示电路组成，译 码电路信号输出端分别与LED显示器和LED状态指示电路相连。本实用新型中光亮采样电路由电阻XI、电阻XQ、电阻W和电容器XI组成。电阻xi—端接太阳能电池正极，另一端与电阻xn串联后接太阳能电池负极，电阻VII—端与电阻XI和电阻的连接处相接，另一端接单片机的P32脚，电容器XE正极接电阻VII和单片机的P32脚的连接处，负极接太阳能电池负极。蓄电池电压采样电路由电阻VI、电阻K、电阻X和电容器V组成。电阻IX 一端接蓄电池正极，另一端与电阻VI串联后接太阳能电池负极，电阻X—端与 电阻IX和电阻X的连接处相接，另一端接单片机的P^脚，电容器V正极接电阻 VI和单片机的P31脚的连接处，负极接蓄电池负极。负载电流采样电路由电阻iv、电容器iv、电阻n和电容器i组成。电阻iv和电容器IV并联后一端接蓄电池负极，另一端与LED路灯串联后接蓄电池负极， 电阻II一端与LED路灯负极相接， 一段与单片机的P3。脚相接，电容器I正极与电阻n与单片机的P3o脚的连接点相接，另一端接地。稳压电路由二极管n、电容器w、电容器wi、稳压器(u3)、电容器ix、电容器x驱动电路组成。稳压二极管输入端接蓄电池的正极，输出端与稳压器串 联后，再与电容器IX和电容器X组成的并联电路串联，然后接蓄电池负极。驱动电路由电阻i、电阻v、 u,和电阻m组成。电阻i一端与蓄电池正极相接，另一端与Q的接口 3相接，电阻V—端与蓄电池负极相接，另一端与u,的接口 4相接，m的接口 2接单片机的P23脚，接口 i通过电阻ni与单片机的Vcc脚相接。本实用新型的有益效果是通过光线亮度取样电路可以在LED路灯开启或 关闭时，有效地排除干扰；通过负载电流取样电路时时检测路灯的工作状态， 当路灯短路或电池过放电时，及时关闭路灯；通过光电耦合电路和驱动电路， 实现了路灯工作一定时间后自动进入节电模式，节省电能。各个采样电路仅采 用电阻、电容元件，结构简单。
图1是本实用新型的电路原理方框图；图2是参数设定仪的原理方框图；图3是本实用新型控制器的电路原理图；图4是本实用新型参数设定仪的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
进一步说明本实用新型。一种太阳能LED路灯控制仪，由控制器和参数设定仪组成。如图1，控制 器由光线亮度采样电路、蓄电池电压采样电路、负载电流采样电路、光电耦合 隔离电路、稳压电源电路和驱动电路组成。其中，光线亮度采样电路并联于太 阳能电池两端，其信号输出端与单片机相连。稳压电路和蓄电池电压取样电路 分别并联于蓄电池两端，它们的信号输出端分别与单片机相连。单片机一信号 输出端与光电隔离电路信号输入端相连，光电隔离电路信号输出端与驱动电路 信号输入端相联，驱动电路信号输出端通过负载电流取样电路与LED照明灯相 联。参数设定仪和单片机相连。如图2，参数设定仪由按键电路、译码电路和数码显示部分组成，按键电路 信号输出端与接口相连；数码显示部分由LED显示器和LED状态指示电路组 成，译码电路信号输出端分别与LED显示器和LED状态指示电路相连。如图3，本实用新型中光亮采样电路由电阻XlRu、电阻XDR^、电阻VDR7和 电容器XICu组成；其中电阻XlRu—端接太阳能电池正极，另一端与电阻XHRi2 串联后接太阳能电池负极，电阻VHR7—端与电阻XlRu和电阻R12的连接处相接，另一端接单片机的P32脚，电容器XDCn正极接电阻VIlR7和单片机的P32脚的连接处，负极接太阳能电池负极。电池电压采样电路由电阻VIR^、电阻IXR9、电阻XRH)和电容器VCs组成；其中电阻IXR9—端接太阳能电池正极，另一端与电阻VIR6串联后接太阳能电池 负极，电阻XRn)—端与电阻IXR9和电阻XRH)的连接处相接，另一端接单片机 的P31脚，电容器VC5正极接电阻VIR6和单片机的P31脚的连接处，负极接太阳能电池负极。负载电流采样电路由电阻IVR4、电容器IVQ、电阻IlR2和电容器Id组成；其中电阻IVR4和电容器IVC4并联后一端接蓄电池负极，另一端与LED路灯串联 后接蓄电池负极，电阻II (R2)—端与LED路灯负极相接， 一段与单片机的P30 脚相接，电容器ICi正极与电阻IlR2与单片机的P30脚的连接点相接，另一端接地。稳压电路由二极管IID2、电容器VHC7、电容器WIC8、稳压器U3、电容器K C9、电容器Xd。驱动电路组成，其中稳压二极管输入端接蓄电池的正极，输出 端与稳压器U3串联后，再与电容器IXC9和电容器XCu)组成的并联电路串联，然后接蓄电池负极。驱动电路由电阻lRi、电阻VRs、 Ui和电阻IIlR3组成；其中电阻IR一与蓄电池正极相接，另一端与U的接口 3相接，电阻VR5—端与蓄电池负极相 接，另一端与"的接口 4相接，Ui的接口 2接单片机的P23脚，接口l通过电 阻IIIR3与单片机的Vcc脚相接。如图4,按键电路由电阻R20、 R21、 R22、 K" K2、 K3组成。U4、 115组成译 码电路。数码显示部分由R^ R17、 R18、 R19、 Q，、 Q2、 Q3、 Q4、 SMGi组成。本实用新型的工作过程如下如图3，由稳压电路输出的+5V电压向单片机提供工作电源。由光线亮度取样电路取出的光亮值电压经R7送到单片机的P32脚，利用单片机内部的A/D转换电路把模拟信号转换成数字信号，再进行数字滤波、延时比较，识别是干扰 信号还是正常信号。如果是干扰信号，则去掉。如果是正常信号，再和设置的 光亮值进行比较，判断是否开启或关闭路灯。当路灯被点亮后由蓄电池电压取样电路取出的蓄电池电压值经R6送到单片机的P3,脚，利用单片机内部的A/D转换电路转换成数字，再经数字滤波后和设 置的蓄电池最低电压进行比较，如果低于设置的蓄电池最低电压，则单片机的 P23脚输出高电平，光电耦合器截止，Q,截止，关闭路灯，保护蓄电池不过放电。 然后蓄电池取样电路重新取样，当蓄电池电压高于设置最低电压时，重新点亮路灯。当路灯被点亮后由负载电流取样电路取出的负载电流值经R2送到单片机的 P3o脚，利用单片机内部的A/D转换电路转换成数字，再经数字滤波后和设置的负载电流值进行比较，如果高于设置的负载电流值，则单片机的P23脚输出高电平，光电耦合器截止，Qi截止，关闭路灯，保护驱动电路，然后负载电流取样电路重新取样，当负载电流低于设置电流值时，重新点亮路灯。 在单片机点亮路灯的同时， 一方面启动内部计时器，另一方面根据设定值，计算出PWM信号的占空比，在P23脚输出经过计算占空比的PWM信号。经信 号经过光电耦合器电路送到驱动电路，经过驱动电路组成的开关降压电路，使 输出电流的大小为适合LED工作的最佳电流。当单片机内部计时器的计时值到达设定的进入节电模式后，单片机重新计算 进入节电模式时PWM信号的占空比，自动调整P23脚输出PWM信号的占空比。 降低流过LED的电流值，进入节电模式。如图4，当参数设定仪和路灯控制器连接后，&、 K2、 K3有按键按下时，对应单片机的P"、 P42、 P^脚变为低电平，当单片机检测到P42、 P42、 P"有低电 平时，单片机进入设置状态。同时单片机的P44、 P40、 P2。以串行的形式把需要 设置的参数传送到U4和U5中，U4、 U5把串行码译成并行码，驱动Q,、 Q2、 Q3、Q4、 SMGp把设置的内容显示出来。设置完成后，单片机自动把设置的参数存储到存储器中。
权利要求1.一种太阳能LED路灯控制仪，由控制器和参数设定仪组成，其特征在于所述控制器由光线亮度采样电路、蓄电池电压采样电路、负载电流采样电路、光电耦合隔离电路、稳压电源电路和驱动电路组成，其中，光线亮度采样电路并联于太阳能电池两端，其信号输出端与单片机相连；稳压电路和蓄电池电压取样电路分别并联于蓄电池两端，它们的信号输出端分别与单片机相连；单片机一信号输出端与光电隔离电路信号输入端相连，光电隔离电路信号输出端与驱动电路信号输入端相连，驱动电路信号输出端通过负载电流取样电路与LED照明灯相连；参数设定仪与单片机相连。
2. 根据权利要求1所述的太阳能LED路灯控制仪，其特征在于所述的参数设 定仪由按键电路、译码电路和数码显示部分组成，按键电路信号输出端与接 口相连；数码显示部分由LED显示器和LED状态指示电路组成，译码电路 信号输出端分别与LED显示器和LED状态指示电路相连。
3. 根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯控制仪，其特征在于所述的光亮采样电路由电阻xi (r )、电阻xn (r12)、电阻vn (r7)和电容器xi (c )组成；其中电阻XI (R ) —端接太阳能电池正极，另一端与电阻XII (R12)串 联后接太阳能电池负极，电阻W (R7) —端与电阻XI (Ru)和电阻(R12)的 连接处相接，另一端接单片机的P32脚，电容器XD (C )正极接电阻vn (R7)和单片机的P32脚的连接处，负极接太阳能电池负极。
4. 根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯控制仪，其特征在于所述的蓄 电池电压采样电路由电阻VI (Re)、电阻IX (R9)、电阻X (Rk))和电容器V(C5)组成；其中电阻IX (R9) —端接太阳能电池正极，另一端与电阻VI (R6) 串联后接蓄电池负极，电阻X (R1Q) —端与电阻IX (R9)和电阻X (R1C)的 连接处相接，另一端接单片机的P31脚，电容器V (C5)正极接电阻VI (R6) 和单片机的P31脚的连接处，负极接蓄电池负极。
5. 根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯控制仪，其特征在于所述的负 载电流采样电路由电阻IV (R4)、电容器IV (C4)、电阻II (R2)和电容器I(Q)组成；其中电阻IV (R4)和电容器IV (C4)并联后一端接蓄电池负极， 另一端与LED路灯串联后接蓄电池负极，电阻II (R2) —端与LED路灯负 极相接， 一段与单片机的P30脚相接，电容器I (d)正极与电阻II (R2) 与单片机的P30脚的连接点相接，另一端接地。
6. 根据权利要求1或2所述的太阳能LED路灯控制仪，其特征在于所述的稳压电路由二极管n (d2)、电容器vn (c7)、电容器週(c8)、稳压器(u3)、 电容器仅(c9)、电容器x (c1())驱动电路组成，其中稳压二极管输入端接 蓄电池的正极，输出端与稳压器(u3)串联后，再与电容器ix (c9)和电容 器x (c1())组成的并联电路串联，然后接蓄电池负极。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能led路灯控制仪，其特征在于所述的驱 动电路由电阻I (R。、电阻V (R5)、 Ui和电阻III (R3)组成；其中电阻I (R,) —端与蓄电池正极相接，另一端与U,的接口3相接，电阻V (R5) — 端与蓄电池负极相接，另一端与A的接口 4相接，Q的接口 2接单片机的 P23脚，接口 l通过电阻III (R3)与单片机的Vcc脚相接。
专利摘要一种太阳能LED路灯控制仪，由控制器和参数设定仪组成。控制器由光线亮度采样电路、蓄电池电压采样电路、负载电流采样电路、光电耦合隔离电路、稳压电源电路和驱动电路组成。光线亮度采样电路并联于太阳能电池两端，其信号输出端与单片机相连。稳压电路和蓄电池电压取样电路分别并联于蓄电池两端，它们的信号输出端分别与单片机相连。单片机一信号输出端与光电隔离电路信号输入端相连，光电隔离电路信号输出端与驱动电路信号输入端相连，驱动电路信号输出端通过负载电流取样电路与LED照明灯相连。参数设定仪与单片机相连。本实用新型控制准确，抗干扰能力强又能自动进入节电模式，各个采样电路仅采用电阻、电容元件，结构简单。
文档编号F21S9/00GK201119064SQ20072009280
公开日2008年9月17日 申请日期2007年11月21日 优先权日2007年11月21日
发明者张天洪 申请人:张天洪