专利名称：太阳能led交通指示牌系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种交通指示牌系统，尤其涉及一种太阳能LED交通指示 牌系统。
技术背景现有的道路交通指示牌主要是分普通指示牌和照明指示牌两种，普通指示 牌只在白天起作用，夜晚只有在汽车灯光照射下的才能够看得见，对没有灯光 的行人就不起警示作用，给夜行带来了很大的不便。照明指示牌需用220V的公 共电压进行供电，这样每个信号灯的安装都要进行挖路开沟、铺管、布线安设 电缆，这样不但工程大、维护不便，而且还会造成大量的电资源浪费。虽然现 在已有利用太阳能作能源、利用LED为指示灯的交通灯指示牌被发明，但是采 用太阳能电池作为电源的目的为既要保障用电设备的正常工作，又要力求节省 资金，降低造价和成本，因此，必须对系统进行合理设计。由于用电设备的负 载和用途不同，系统所处的地理位置以及气象条件等因素也不相同，所以在技 术上要求很高，这也是目前这种产品一直没有被推广的原因，其缺点如下1、 LED的连接结构多采用串联或并上电阻分压的结构，串联结构一个LED坏了则整 个电路断路，并联结构分压电阻消耗的能源过大，限制指示灯发亮的时间；2、 指示牌上太阳板的角度往往是一个出厂时统一的角度，由于不同地区的纬度不 同，它的发电率会随地区不同而受到很大的影响。 发明内容本实用新型针对现有技术的不足，研制一种结构合理、运行稳定，并以绿 色资源太阳能为能源的太阳能LED交通指示牌。本实用新型的技术解决方案如 下一种太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于包括机构框架和电路单元 构成，所述机构框架包括电池板支架、指示牌、电池箱、底板和立柱，所述电 池板支架安装在立柱的顶部，上面装有太阳电池板方阵，在电池板支架的下面依次为指示牌、电池箱和底板，通过立柱进行关联；所述电路单元包括光强传 感器、控制单元、蓄电池、太阳电池板方阵和LED阵列，所述太阳电池板方阵 同控制单元、蓄电池串连成回路，同时控制单元、蓄电池和LED阵列构成回路, 所述控制单元还连有光强传感器，所述光强传感器感应光线的强度，并将光强 信号传给控制单元，当光强低于设定值后，控制单元控制蓄电池和LED阵列构 成回路后，使蓄电池向LED阵列进行供电。
所述指示牌包括中间板、前板和后板，所述LED阵列按设定标志固定在中 间板上，前板上设有透光板位于LED阵列固定的相应位子上。
所述中间板通过螺栓固定在后板上，其中螺栓在中间板和后板之间的裸露 部分通过套垫进行密封。
所述前板和上下端固定板之间通过支角进行定位；所述指示牌通过卡扣固 定在立柱上；所述电池板支架与地面构成的角度O与使用地区的纬度相同。
所述LED阵列中的每一路LED的连接方式都采用先并联后串联的方式进行 连接；所述控制单元中设有LED闪烁器；所述LED闪烁器由555定时器构成的 多谐振荡器来实现；控制单元中的LED闪烁器和LED驱动功率晶体管之间采用 光电耦合器进行连接。
由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的太阳能LED交通指示牌系统， 利用绿色的太阳能作为供应能源为LED交通指示牌系统供电，符合现代节能、 环保的新理念；采用先进的LED连接方式，使系统运行更稳定、维修更方便、 电能分配更合理；实行整体框架组装结构，确保系统不受外部环境的干扰；电 池板支架与地面构成的角度①与使用地区的纬度相同的灵活设计，使系统能够 最大的利用太阳能，确保系统的稳定运行。本实用新型所提供的新型系统具有 结构简单、便于生产、成本低廉适于在交通系统中广泛推广。
图1为本实用新型的结构示意图2为图1的侧视图3为本实用新型指示牌的主视图4为本实用新型的A-A向剖视图5为图4 I处放大图；图6为本实用新型的电路原理图7为本实用新型的LED连接示意图8为本实用新型的驱动电路原理图9为本实用新型的LED闪烁电路原理图1为本实用新型的说明书摘要附图。
图中1、电池板支架，2、指示牌，3、电池箱，4、底板，5、立 柱，6、光强传感器，7、控制单元，8、蓄电池，9、太阳电池板方阵， 10、LED阵列，11、卡扣，201、中间板，202、前板，203、透光板，204、 后板，205、螺栓，206、垫套，207、支角。
具体实施方式
如图1 9所示的太阳能LED交通指示牌系统包括机构框架和电路单元构 成，机构框架由电池板支架l、指示牌2、电池箱3、底板4和立柱5构成，电 池板支架1安装在立柱5的顶部，上面装有太阳电池板方阵9，在电池板支架1 的下面依次为指示牌2、电池箱3和底板4，通过立柱5进行关联如图1、图2 所示；指示牌2包括中间板201、前板202和后板204， LED阵列10按设定标志 固定在中间板201上，前板202上设有透光板203位于LED阵列10固定的相应 位子上，中间板201通过螺栓205固定在后板204上，其中螺栓205在中间板 201和后板204之间的裸露部分通过套垫206进行密封，前板202和上下端固定 板之间通过支角207进行定位，指示牌2通过卡扣11固定在立柱5上，电池板 支架l与地面构成的角度O与使用地区的纬度相同，如图3、图4和图5所示。 其中太阳能电池组由2块多晶硅太阳能电池板组成，太阳能电池支架与地面成 39° (大连地区纬度，以保证电池板接收光照辐射最大)，蓄电池箱与立柱及底 板焊接在一起，指示牌2的标志共用了 200个LED指示灯，25个一列，共8列 排列成"〈"固定在中间板201上，形如图3所示。
电池板支架1的作用为了是支撑固定太阳电池板方阵9，支架边框由角钢相 互焊接而成。电池板卡扣11由角铁加工成形，卡扣和边框由螺钉连接，电池板 加强筋焊接在边框中部位置。支架立柱采用钢管，上端切削成39°角的斜面， 上端孔的作用是将太阳能电池板的引线引入管内，下端的孔的作用是将电池板 支架立柱与指示牌立柱通过螺钉固定在一起。最后将立柱上截面焊接于底板4 的加强筋中间部位完成，共同组成系统的框架结构。如图6 9电路单元包括光强传感器6、控制单元7、蓄电池8、太阳电池板 方阵9和LED阵列10，太阳电池板方阵9同控制单元7、蓄电池8串连成回路， 同时控制单元7、蓄电池8和LED阵列10构成回路，控制单元7还连有光强传 感器6，光强传感器6感应光线的强度，并将光强信号传给控制单元7，当光强 低于设定值后，控制单元7控制蓄电池8和LED阵列10构成回路后，使蓄电池 8向LED阵列10进行供电如图6所示。LED阵列10中每一供电控制端的LED采 用分组连接，其中每组中的LED进行并联连接，后各组在串联在一起连接到电 控制端上。作为应用于交通指示领域产品，采用发出黄色光的LED排列成箭头 型的指示牌部分发出黄光，根据需要共布局了 200个LED，平均分为8路， 一路 为一列，每列25个LED再分为5组，每5个并联，然后5组在串联，8路LED 分别由闪烁电路口的8个引脚控制。本系统中LED的接法采用先并后串的混联 接法如图7所示。这种接法的优点是，当有一个LED品质不良时，很容易断路。 由于并联的LED较多，断开一个LED的这支路，平均分配电流不大，依然可以 正常工作，不影响LED阵列的工作。这样的连接方式， 一方面可以满足蓄电池 的电压要求，同时可以确保系统工作的高可靠性，另一方面因为系统中的每一 组都是相互独立的，便于维修。
控制单元7中设有LED闪烁器，LED闪烁器由555定时器构成的多谐振荡器 来实现，光电开关和闪烁电路都采用了 555集成电路作为控制核心。光电开关 利用一个555定时器和光敏电阻组成施密特触发器，白天输出低电平，晚上或 雾天输出高电平。LED闪烁电路用两个555定时器构成多谐振荡器，实现LED的 闪烁控制。电气原理图如图9所示。图中的仏与Re 、 R7、 R8构成光电开关。U2 及其周围元件构成第一级多谐振荡，U3及其周围元件构成第二级多谐振荡。U3 的第3脚通过d与LED驱动电路相接，控制驱动电路的光电耦合器。白天时， 光敏电阻阻值变小，Ul的第2、 6脚处于高电平，第3脚输出低电平，U2的复 位脚4处于复位状态，振荡器U3的第3脚保持低电平，光电耦合器处于截止状 态，LED停止工作。晚上或者光线较弱时，光敏电阻阻值变小U1的第3脚输出 高电平，U2的复位脚4变成高电平，振荡器开始振荡，光电耦合器获得触发信 号，驱动LED， LED开始闪烁。控制单元7中的LED闪烁器和LED驱动功率晶体 管之间采用光电耦合器进行连接。如图8所示，在LED闪烁器和LED驱动功率晶体管之间采用了光电耦合器，光电耦合器既能为驱动功率晶体管提供足够的
基极电流，也起到了隔离LED闪烁器与负载的作用，避免LED闪烁器受到负载 的干扰，同时避免了电路出现故障时，12 V电压直接加在LED闪烁器而烧坏， 经实验，功率晶体管最大可以输出150 160mA的电流，完全可以驱动由25个 LED组成的阵列。采用LED闪烁器低电平驱动光电耦合器，LED闪烁器的带负载 能力也大大提高。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范 围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内， 根据本实用新型的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本 实用新型的保护范围之内。
权利要求1、 一种太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于包括机构框架和电路单 元构成，所述机构框架包括电池板支架(1)、指示牌(2)、电池箱(3)、底板(4)和立柱(5)，所述电池板支架(1)安装在立柱(5)的顶部，上面装有太 阳电池板方阵(9),在电池板支架(1)的下面依次为指示牌(2)、电池箱(3) 和底板(4)，通过立柱(5)进行关联；所述电路单元包括光强传感器(6)、控 制单元(7)、蓄电池(8)、太阳电池板方阵(9)和LED阵列(10)，所述太阳 电池板方阵(9)同控制单元(7)、蓄电池(8)串连成回路，同时控制单元(7)、 蓄电池(8)和LED阵列(10)也构成回路；所述控制单元(7)还连有光强传 感器(6)，所述光强传感器(6)感应光线的强度，并将光强信号传给控制单元(7)，当光强低于设定值后，控制单元(7)控制蓄电池(8)和LED阵列(10) 构成回路后，使蓄电池(8)向LED阵列(10)进行供电。
2、 根据权利要求1所述的太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于所述指 示牌(2)包括中间板(201)、前板(202)和后板(204)，所述LED阵列(10) 按设定标志固定在中间板(201)上，前板(202)上设有透光板(203)位于LED 阵列(10)固定的相应位子上。
3、 根据权利要求2所述的太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于所述中 间板(201)通过螺栓(205)固定在后板(204)上，其中螺栓(205)在中间 板(201)和后板(204)之间的裸露部分通过套垫(206)进行密封。
4、 根据权利要求2所述的太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于所述前 板(202)和上下端固定板之间通过支角(207)进行定位。
5、 根据权利要求1所述的太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于所述指 示牌(2)通过卡扣(11)固定在立柱(5)上。
6、 根据权利要求1所述的太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于所述电 池板支架(1)与地面构成的角度o与使用地区的纬度相同。
7、 根据权利要求1所述的太阳能LED交通指示牌系统,其特征在于所述LED 阵列(10)中的每一路LED的连接方式都采用先并联后串联的方式进行连接。
8、 根据权利要求1所述的太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于所述控 制单元(7)中设有LED闪烁器。
9、 根据权利要求8所述的太阳能LED交通指示牌系统，其特征在于所述LED 闪烁器由555定时器构成的多谐振荡器来实现。
10、 根据权利要求l、 8或9所述的太阳能LED交通指示牌系统，其特征在 于控制单元(7)中的LED闪烁器和LED驱动功率晶体管之间采用光电耦合器进 行连接。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳能LED交通指示牌系统，机构框架和电路单元构成，机构框架由电池板支架安装在立柱的顶部，上面装有太阳电池板方阵，在电池板支架的下面依次为指示牌、电池箱和底板，通过立柱进行关联；电路单元由太阳电池板方阵同控制单元、蓄电池串联成回路，同时控制单元、蓄电池和LED阵列构成回路，控制单元还连有光强传感器，光强传感器感应光线的强度，并将光强信号传给控制单元，当光强低于设定值后，控制单元控制蓄电池和LED阵列构成回路后，使蓄电池向LED阵列进行供电。该LED交通指示牌系统具有结构合理、运行稳定，并以绿色资源太阳能为能源等特点，适于在交通指示系统中广泛推广。
文档编号H02J7/35GK201156372SQ20072001591
公开日2008年11月26日 申请日期2007年11月14日 优先权日2007年11月14日
发明者周改改, 林纪宁, 薛钰芝, 齐鹏远 申请人:大连交通大学