一种太阳能LED灯光光感调节控制系统的制作方法

本实用新型涉及LED灯控制技术领域，尤其涉及一种太阳能LED灯光光感调节控制系统。

背景技术：

由太阳能和 LED 照明组合而成的绿色照明系统获得了广泛的应用和推广。目前，市场和工程应用上的太阳 LED 照明系统常采用光伏发电控制器和 LED 驱动电源分体式的两套系统组合而成，系统存在设计复杂、工作效率低和可靠性差等缺点。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种太阳能LED灯光光感调节控制系统，采用人体热敏传感器、能见度传感器、光照传感器多传感器对环境进行检测和先进PWM高频逆变调压的技术设计，解决了传统太阳 LED 照明系统工作效率低、电能浪费的技术问题，达到了LED灯光感根据环境智能自动调光、工作效率高、节能环保的技术效果；本装置采用自动充放电的控制方式，解决了传统太阳能板充电饱和时继续充电容易对蓄电池产生危害的技术问题，达到了蓄电池满电后自动断电、安全可靠的技术效果；以及通过采用Zigbee模块达到了无线远程控制和监控方便快捷的技术优势。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括CPU单元、电源模块、蓄电池、太阳能板、信号处理单元和PWM调制电路；电源模块的输入端连接蓄电池和太阳能板，电源模块输出端连接CPU单元的电源脚、信号处理单元的电源脚和PWM调制电路的电源脚；信号处理单元的信号输入端连接有能见度传感器、光敏传感器、电压传感器和热敏传感器，信号处理单元的信号输出端连接CPU单元的I/O口；PWM调制电路的电源输出端一侧连接有继电器A，PWM调制电路通过继电器A连接有照明灯，PWM调制电路的电源输出端另一侧连接有继电器B，PWM调制电路通过继电器B连接有雾灯；继电器A的线圈控制端连接有光耦电路A，继电器B的线圈控制端连接有光耦电路B，CPU单元连接控制光耦电路A和光耦电路B；CPU单元一侧串行连接有Zigbee模块，CPU单元通过Zigbee模块无线连接在Zigbee网络上；CPU单元另一侧连接有指示灯；

进一步优化本技术方案，所述的CPU单元为单片机ATmega128芯片；

进一步优化本技术方案，所述的信号处理单元包括滤波电路和A/D转换电路；滤波电路的输出端连接在A/D转换电路的输入端上，A/D转换电路的输出端连接在CPU单元的I/O口上；

进一步优化本技术方案，所述的A/D转换模块为ADC0809芯片；

进一步优化本技术方案，所述的照明灯为普通照明用LED灯，雾灯为灯光穿透力较强的LED灯；

进一步优化本技术方案，所述的电源模块包括充电电路、放电电路、高压稳压输出电路和低压稳压输出电路；充电电路的输入端连接太阳能板，充电电路的输出端连接蓄电池；放电电路的输出端连接太阳能板；高压稳压输出电路的电能输入端连接蓄电池，高压稳压输出电路的电能输出端连接PWM调制电路；低压稳压输出电路的电能输入端连接蓄电池，低压稳压输出电路的电能输出端连接CPU单元的电源脚和信号处理单元的电源脚；CPU单元连接控制充电电路、放电电路、高压稳压输出电路和低压稳压输出电路；

进一步优化本技术方案，所述的Zigbee网络交互无线连接有Internet网络和监控手机，Internet网络上连接有远程监控平台。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、本设计的太阳能LED灯光光感调节控制系统工作有效可靠，较常规太阳能 LED 照明方案，可大幅提高系统的效率和性价比，同时也很好地解决了太阳能 LED 照明应用的关键技术难题，该系统具有较高的理论研究和工程应用价值，设计成果具有广阔的市场前景；2、当外界光照变化时，以及天气改变时，LED灯会做出相应的灯光调节动作，自动调节其光感，保证有效的照明；3、本装置充分利用了清洁、 环保、 可循环利用的太阳能，符合低碳、绿色环保、可持续发展理念，且设计成本比较低、 结构比较简单。

附图说明

图1是本实用新型主电路内部结构图；

图2是电源模块内部结构图；

图3是远控控制结构图；

图4是控制流程图；

图5是单片机单元和光耦控制电路电路结构图；

图6是信号处理单元电路结构图。

图中，1、CPU单元；2、电源模块；3、蓄电池；4、太阳能板；5、信号处理单元；6、照明灯；7、雾灯；8、Zigbee网络；9、指示灯；10、能见度传感器；11、光敏传感器；12、电压传感器；13、热敏传感器；14、PWM调制电路；15、光耦电路A；16、光耦电路B；17、继电器A；18、继电器B；19、Zigbee模块；20、Internet网络；21、监控手机；22、远程监控平台；201、充电电路；202、放电电路；203、高压稳压输出电路；204、低压稳压输出电路；501、滤波电路；502、A/D转换电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一：如图1-6所示，包括CPU单元1、电源模块2、蓄电池3、太阳能板4、信号处理单元5和PWM调制电路14；电源模块2的输入端连接蓄电池3和太阳能板4，电源模块2输出端连接CPU单元1的电源脚、信号处理单元5的电源脚和PWM调制电路14的电源脚；信号处理单元5的信号输入端连接有能见度传感器10、光敏传感器11、电压传感器12和热敏传感器13，信号处理单元5的信号输出端连接CPU单元1的I/O口；PWM调制电路14的电源输出端一侧连接有继电器A17，PWM调制电路14通过继电器A17连接有照明灯6，PWM调制电路14的电源输出端另一侧连接有继电器B18，PWM调制电路14通过继电器B18连接有雾灯7；继电器A17的线圈控制端连接有光耦电路A15，继电器B18的线圈控制端连接有光耦电路B16，CPU单元1连接控制光耦电路A15和光耦电路B16；CPU单元1一侧串行连接有Zigbee模块19，CPU单元1通过Zigbee模块19无线连接在Zigbee网络8上；CPU单元1另一侧连接有指示灯9；

所述的CPU单元1为单片机ATmega128芯片；

所述的信号处理单元5包括滤波电路501和A/D转换电路502；滤波电路501的输出端连接在A/D转换电路502的输入端上，A/D转换电路502的输出端连接在CPU单元1的I/O口上；

所述的A/D转换电路502为ADC0809芯片；

所述的照明灯6为普通照明用LED灯，雾灯7为灯光穿透力较强的LED灯；

所述的电源模块2包括充电电路201、放电电路202、高压稳压输出电路203和低压稳压输出电路204；充电电路201的输入端连接太阳能板4，充电电路201的输出端连接蓄电池3；放电电路202的输出端连接太阳能板4；高压稳压输出电路203的电能输入端连接蓄电池3，高压稳压输出电路203的电能输出端连接PWM调制电路14；低压稳压输出电路204的电能输入端连接蓄电池3，低压稳压输出电路204的电能输出端连接CPU单元1的电源脚和信号处理单元5的电源脚；CPU单元1连接控制充电电路201、放电电路202、高压稳压输出电路203和低压稳压输出电路204；

所述的Zigbee网络8交互无线连接有Internet网络20和监控手机21，Internet网络20上连接有远程监控平台22。

如图1，电源模块2首先接收来自太阳能板4所输出的电能，将其整流、稳压后对蓄电池3进行充电；随后蓄电池3又通过电源模块2向CPU单元1和信号处理单元5输出稳定的低压电源，向PWM调制电路14输出稳定的高压电源；PWM调制电路14的作用在于调压，其接收来自CPU单元1的调制信号实现调制比调压，最后输出电能给照明灯6和雾灯7；其间加入继电器A17和继电器B18作为开关，而继电器A17和继电器B18的开断分别受光耦电路A15和光耦电路B16的控制；最后又受CPU单元1控制，即CPU单元1通过光耦电路A15和光耦电路B16实现了照明灯6和雾灯7的开断及其所接电压的大小，即实现了光感的控制；

而结合流程图4，本装置通过能见度传感器10、光敏传感器11、电压传感器12和热敏传感器13实现了对天气的判断：通过能见度传感器10检测环境中能见度的大小，通过光敏传感器11判断夜晚还是白天，通过热敏传感器13检测附件是否有人；随后判断出此时此刻处于哪种天气下，并作出相应的动作；

而图2中，本装置的电源模块2除去为照明灯6和雾灯7及所有控制装置供电外，还负责太阳能板4的充放电，即控制太阳能板4向蓄电池3充电，当蓄电池3满电时，控制太阳能板4放电，防止其对蓄电池3造成损害；

图3为多个LED等控制的网络远程控制结构图，本结构使用Zigbee网络8实现多个LED灯的远程控制，减少了不必要的布线，并且达到了无线远程控制和使用方便快捷的技术优势。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。