一种太阳能路灯的实时控制电路的制作方法_2

文档序号:8668830阅读:来源:国知局
L2引脚接一个晶振时钟电路,为单片机提供时序,RST引脚接复位电 路,当按下开关后,给单片机模块13提供一个复位信号,此时,单片机模块13复位;单片机 模块13中单片机的PO. 2-P0. 4为光敏电阻信号输入引脚,用来接收来自光敏电阻的信号; P0. 7引脚与P0. 6引脚分别作为水平轴和竖直轴步进电机的选择引脚,P0. 7引脚与P0. 6 引脚高有效,当引脚端输入高电平时,水平轴和竖直轴步进电动机被选中,准备运作;P2.0 引脚-P2. 3引脚接电机驱动电路U2、U4的输入端IN1-IN4,作为步进电机转过角度的控制 引脚,这样就可以控制步进电机在水平和竖直轴方向上的角度,是太阳能电池板正对太阳; P3. 1-3. 3连接DC-DC电压转换电路,当P3. 1-3. 3有效时可以根据LED照明灯5的规格,控 制转换比例;P3. 4-P3. 5连接放电保护电路,当P3. 4-P3. 5有效时,实现对保护电路的信号 传递和控制。
[0021] 如图6所示:电机驱动电路14采用两片单片集成的高电压,高电流,双路全桥式电 机驱动L298。电机驱动U2的输出使能端ENA引脚和ENB引脚为逻辑1时,输入端IN1-IN4 被选中,从而选中输出端OUT1-0UT4,输出端OUT1-0UT4直接与步进电机组4相连,则选中步 进电机组4 ;U4同理。没有正负之分,如果发现点击转向反向,将步进电机三项的其中任意 两项调换反接即可。
[0022] 如图7所示:当CHRG管脚被内部开关拉到低电平时,此管脚有效,表示充电正在进 行,太阳能电池板1对锂电池10进行充电;当DONE管脚被内部开关拉到低电平时,此管脚 有效,表示充电已经结束,太阳能电池板1对锂电池10停止进行充电;当太阳能电池板1对 锂电池10进行充电时,DONE管脚一直处于高阻状态。
[0023] 如图8所示:LB0电池电压检测输出端,CMOS输出,LBI输入电压高于 CN301的上行阈值60ms后,LB0输出高电平,LBI输入电压低于CN301的下行阈 值LB0立即转换为低电平。LB0由低电平转到高电平对应的电池电压由下式决定: PI I p9 + ;其中,LBI是流入LBI管的漏电流;是上行阈值。如需要计 算LB0由高电平转到低电平对应的电池电压,只要将上式中的匕^换成下行阈值匕A即可。ILBI X R1就是ILBI管脚漏电流引起的误差。
[0024] 如图9所示:数据采集转换电路采用三对光敏电阻,一组安装在太阳能电池板1的 竖直方向,用来确定太阳的竖直位置,若这一组光敏电阻值相等,则该太阳能电池板1在竖 直方向上为对准太阳的状态;另一组光敏电阻安装在太阳能电池板1的水平方向,原理同 上;最后一组光敏电阻分别安装在太阳能电池板1的正面和反面,为了当太阳能电池板1背 对太阳时,使太阳能电池板1能转向。全部过程都是通过三组光敏电阻向单片机模块13传 递信息,并由单片机模块13控制电机驱动电路14。
[0025] 本实用新型的有益效果是:能够根据太阳位置实时自动对准,根据光度强弱、以及 人的感应位置对LED照明灯实施自动开关,节约了能耗、提高了光能利用率,同时应用锂电 池解决了铅酸电池的污染问题,达到绿色环保的作用。
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型的结构连接框图;
[0027] 图2为本实用新型的传动轴连接框图正视图;
[0028] 图3为本实用新型的传动轴连接框图左视图;
[0029] 图4为本实用新型的光照度检测电路图;
[0030] 图5为本实用新型的单片机电路图;
[0031] 图6为本实用新型的电机驱动电路图;
[0032] 图7为本实用新型的充电控制电路图;
[0033] 图8为本实用新型的放电保护电路图;
[0034]图9为本实用新型的数据采集转换电路图;
[0035] 图中各标号为:1-太阳能电池板,2-连接杆I,3_传动轴,4-步进电机组,5-LED 照明灯,6-灯罩,7-光照度检测电路,8-红外感应电路,9-灯杆,10-锂电池,11-保护箱, 12-底座,13-单片机模块,14-电机驱动电路,15-充电控制电路,16-电压转换电路,17-放 电保护电路,18-接地铜线,19-连接杆II,20-齿轮I,21-齿轮II,22-数据采集转换电路, 23-电动机I,24-电动机II。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合附图和实施例,对本实用新型作进一步说明,但本实用新型的内容并不 限于所述范围。
[0037] 实施例1 :如图1-9所示,一种太阳能路灯的实时控制电路,包括太阳能电池板1、 连接杆I2、传动轴3、步进电机组4、LED照明灯5、灯罩6、光照度检测电路7、红外感应电 路8、灯杆9、锂电池10、保护箱11、底座12、单片机模块13、电机驱动电路14、充电控制电路 15、电压转换电路16、放电保护电路17、接地铜线18、连接杆II19、齿轮I20、齿轮II21、数 据采集转换电路22;其中太阳能电池板1焊接在连接杆I2顶部,连接杆I2底部的齿轮 I20、齿轮II21与传动轴3相连接,单片机模块13与电机驱动电路14的输入端引脚相连 构成控制引脚,电机驱动电路14的输出端直接与步进电机组4相连,LED照明灯5通过螺 丝固定安装在灯罩6内部,灯罩6焊接在连接杆II19上,连接杆II19焊接在灯杆9上,灯 杆9与底座12焊接固定,底座12的铁皮外表连有接地铜线18,接地铜线18连入大地,太阳 能电池板1的输出端与充电控制电路15输入端相连接,通过充电控制电路15连接到锂电 池10的充电端对锂电池10进行充电控制与保护,锂电池10的放电端连接到放电保护电路 17,通过放电保护电路17连接到电压转换电路16的输入端,电压转换电路16的输出端连 接到光照度检测电路7的输入端,光照度检测电路7的输出端连接到红外感应电路8的输 入端,红外感应电路8的输出端接入LED照明灯5,锂电池10、充电控制电路15、电压转换电 路16、放电保护电路17安装在保护箱11内,数据采集转换电路22的输出端与单片机模块 13相连接。
[0038] 所述光照度检测电路7包括直流电源VCC,光敏电阻RG,电位器RP,电阻R9、R10、 R11、R12、R13、R14,NPN型晶体管VT1、VT2,二极管D1、继电器J;其中光敏电阻RG和电位器 RP并接,然后串接电阻R9,光敏电阻RG另外一端直接接入电路正极VCC,电位器RP的另外 一端与电路地GND相连,电阻R9的另外一端与NPN型晶体管VT1的基极相连;电阻R10和 电阻R14并接,然后和NPN型晶体管VT1的集电极相连,电阻R10的另外一端直接接入电路 正极VCC,电阻R14的另外一端和NPN型晶体管VT2的基极相连,NPN型晶体管VT1的发射 极串接下拉电阻R11,然后接入电路地GND;NPN型晶体管VT2串接电阻R12,电阻R12的另 外一端并接电阻R13,然后接入电路地GND,NPN型晶体管VT2的发射极与电阻R13的另外 一端相连,NPN型晶体管VT2的集电极接入二极管D1和继电器J;
[0039] 所述红外感应电路8采用红外传感信号处理器,红外感应电路8的输入端接光照 度检测电路7的输出,红外感应电路8的输出端接LED照明灯5。
[0040] 所述的单片机模块13包括单片机、时钟电路、复位电路、电阻模块;其中单片机的 XTAL1引脚和XTAL2引脚接时钟电路;单片机的RST引脚接按键复位电路;单片机的P0. 0 引脚-P0. 7引脚串接一个上拉电阻模块,然后通过电阻模块连接至5V电源。
[0041] 所述电机驱动电路14采用两片双路全桥式电机驱动L298型芯片U2、U4,NPN型三 极管Q3、Q4,上拉电阻R7、R8,二极管VO. 1-V0. 4、VI. 1-V1. 4、V2. 1-V2. 4、V3. 1-3. 4V;其中 电机驱动芯片U2的输入端IN1-IN4与单片机的P2. 0-P2. 3引脚相连接,电机驱动芯片U2 的输出端0UT1-0UT4与步进电机组4中的电动机I23相连,电机驱动芯片U2的ENA引脚 和ENB引脚连接到NPN型三极管Q4的集电极,电机驱动芯片U2的VCC和VS引脚直接接入 5V恒压电源,同时VCC引脚和VS引脚并联后共同串接一个上拉电阻R8连接到NPN型三极 管Q4的集电极,电机驱动芯片U2的SENSA、SENSB和GND引脚并联后共同连接到NPN型三 极管Q4的发射极;电机驱动芯片U4的输入端IN1-IN4与单片机的P2. 0-P2. 3引脚相连接, 电机驱动芯片U4的输出端0UT1-0UT4直接与步进电机组4的电动机II24相连,电机驱动 芯片U4的ENA引脚和ENB引脚连接到NPN型三极管Q3的集电极,电机驱动芯片U4的VCC 引脚和VS引脚直接接入5V恒压电源,同时VCC引脚和VS引脚并联后共同串接一个上拉电 阻R8连接到NPN型三极管Q3的集电极,电机驱动芯片U4的SENSA、SENSB和GND引脚并联 后共同连接到NPN型三极管Q3的发射极。
[0042] 所述充电控制电路15包括CN3063芯片,红色发光二极管、绿色发光二极管、二极 管,上拉电阻R2、R3,下拉电容C4、C5 ;其中CN3063芯片的TEMP引脚与GND引脚串接,然后 一起接入大地,ISET引脚通过下拉电阻R3接入大地,BAT引脚通过下拉电容C5接地,FB引 脚与BAT引脚串接接入锂电池,DONE引脚和CHRG引脚分别接绿、红色发光二极管,然后并 联连接电阻R2,最后与VIN引脚并联且通过一个二极管接入太阳能电池板1,二极管电流流 出端通过下拉电容C4接入大地。
[0043] 所述放电保护电路17包括上拉电阻R4、R5、R6,下拉电容C6、C7,PM0S多路选择开 关Ql,NM0S多路选择开关Q2,电池电压检测芯片CN301,DC-DC电压转换芯片RT9183 ;其中 电池电压检测芯片CN301的VCC引脚直接与锂电池正极连接;GND引脚直接接地,同时GND 引脚串接上拉电阻R5与LBI引脚并联,然后共同连接上拉电阻R4后连接到锂电池正极, LB0引脚与NM0S多路选择开关Q2引脚1相连,NM0S多路选择开关Q2引脚2直接接地,弓丨 脚3串接上拉电阻R6接入锂电池正极,同时引脚3与PM0S多路选择开关Q1的引脚1串接, PM0S多路选择开关Q1引脚2直接与锂电池正极相连,引脚3串接下拉电容C6直接接地, 同时PMN0S多路选择开关Q1引脚3与DC-DC电压转换芯片RT9183的VIN引脚相连,DC-DC 电压转换芯片RT9183的GND引脚直接接地,V0UT引脚接下拉电容C7后直接接地。
[0044] 所述数据采集转换电路22采用
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