专利名称：光电模组的制作方法
技术领域：
本实用新型有关于一种光电模组，尤指关于一种其中的太阳能发电板会将所产生的电能均勻分配至LED灯泡的所有发光时段的太阳能光电模组。
背景技术：
一般太阳能(Solar)发电系统具有发光二极管(LED)灯泡，该LED灯泡的亮度调整有二种方式，一是固定式，二是手动调整式。然而，以上二种均无法自动检测或设定，并有下列缺点1.不管白天太阳能发电板的发电功率为多少，每天晚上该LED灯泡都一样亮(也就是，每晚所消耗的功率皆相同)，即使碰到连续阴天、该太阳能发电板的发电功率变少时 (也就是，小于该太阳能发电板在大太阳下所产生的发电功率)，该LED灯泡在晚上还是一样亮，此时，该LED灯泡就会动用到备用电源。当天气再度放晴后，该太阳能发电板所产生的电源除了可供该LED灯泡发出固定亮度的光线外，另可将多余的电源回补至该备用电源，但通常回补都很少。因此，当该备用电源慢慢用完后，该LED灯泡在晚上可能仅亮3-5 小时或部分时段后，就不亮了，而再过一段时间后，甚至完全不亮。2.太阳能发电系统中的LED警示灯(闪烁)参考闪烁种类调整手册，LED灯泡亮度无法自动设定。具体言之，专业技术人员必需先选择该LED灯泡的闪烁种类，并接着根据该太阳能发电板的发电功率，来计算和设定该LED灯泡的亮度。一般而言，该LED灯泡仅可有4种亮度，并无法让该太阳能发电板所产生的发电功率，百分之百的让256种闪烁种类 LED灯泡充分利用。
实用新型内容为了克服先前技术的缺失，也就是，LED灯泡的亮度仅能固定式或手动调整式、该 LED灯泡于连续阴天时无法整晚发光或无法所有预定时段发光(闪烁)、以及该LED灯泡的闪烁种类及亮度无法自动设定，本实用新型的目的在于提供一种太阳能光电模组，其内的单片机可使该LED灯泡整晚发光、并可设定该LED灯泡的闪烁种类和亮度。本实用新型提供一种太阳能光电模组，包含提供电力的太阳能发电板；发光二极管灯泡；以及，单片机，其电性耦接于该太阳能发电板和该发光二极管灯泡之间，单片机能检测太阳能发电板的发电功率，并调整控制该发电功率与该LED灯泡的消耗功率之间的匹配关系。另包含无线遥控器，该无线遥控器连接控制单片机及/或发光二极管灯泡。该单片机依据太阳能发电板发电功率，调整该LED灯泡亮度。另包含能储存电力并在太阳能发电板的发电量不足时应用的备用电源，其分别连接太阳能发电板、发光二极管灯泡及单片机。更包含模拟数字转换器和驱动集成电路，该模拟数字转换器电性耦接于该太阳能发电板与该单片机之间，将该发电功率的模拟信号转换成数字信号、并将该数字信号传送至该单片机；而该驱动集成电路电性耦接于该发光二极管灯泡与该单片机之间，其接收该单片机依据该数字信号所输出的驱动信号，驱动该发光二极管灯泡依据该驱动信号消耗功率。该单片机于检测太阳能发电板的发电量不足时，控制将该备用电源供应至该发光二极管灯泡，或该单片机于检测出该备用电源未达最高电压预设值时，控制将太阳能发电板的发电量供应至该备用电源。相较于先前技术，本实用新型的太阳能光电模组中的MCU即使在阴天、发电量不足也能控制该LED元件整晚发光或在所有预定时段发光(闪烁)、并可将该太阳能发电板所产生的全部、或一部分发电功率供应至该备用电源，以避免该备用电源因低于最低电压预设值，而导致整个太阳能光电模组无法正常运作。本实用新型的有益效果在于提供的太阳能发电板会将所产生的电能均匀分配至 LED灯泡的所有发光时段，尽量使尽利用太阳能便可以驱动灯具，以减少能源消耗。
图I为本实用新型一种实施方式的结构图。图2为本实用新型另一种实施方式的结构图。其中I太阳能发电板 2单片机 3发光二极管灯泡4备用电源
具体实施方式
如图1、2所示，本实用新型是使用单片机2(MCU)来计算太阳能发电板I的发电功率与发光二极管灯泡3的消耗功率之间的匹配关系，也就是说，该发电功率大，则该发光二极管灯泡3就越亮，反之，该发光二极管灯泡3就越暗，该发光二极管灯泡3不会使用到备用电源4。如图I所示，在本实用新型的实施例中，该发光二极管灯泡3的亮度依据大小被分成255段，如果白天太阳很大时，则该发光二极管灯泡3在晚上的亮度就较大，反之，如果该太阳能发电板I在白天所产生的发电功率很小，则该发光二极管灯泡3在晚上的亮度也较小，而该MCU会依据该太阳能发电板所产生的发电功率，计算该发光二极管灯泡3的亮度 (也就是将该LED亮度设定在该255段中的其中一段)，以尽量避免该发光二极管灯泡3使用到如图2所示的该备用电源4。如果接连几天都是阴天，也就是该太阳能发电板I所产生的发电功率不足以使该发光二极管灯泡3发出光线，则该MCU会将该备用电源4供应给该发光二极管灯泡3，但只控制该发光二极管灯泡3发出较低亮度(例如，第2段)，以避免该发光二极管灯泡3消耗过多该备用电源4。等到天气放晴，该MCU会仍控制该发光二极管灯泡3发出该较低亮度、并持续地将该太阳能发电板I所产生的发电功率补回该备用电源4， 直到该备电电源达到最高电压预设值为止。本实用新型一实施例，依LED闪烁种类的间歇时间不同，如LED发光间歇时间越长则总发光时段越省电，因而其在该日或一特定时间内总耗电量不同，所述单片机2(MCU)设定该LED不同数目的亮度段，以及该单片机2 (MCU)依该日太阳能发电板I的发电功率的多寡，来匹配于该闪烁种类的LED当日(或一特定时间内)的总耗电量，让该LED以较佳的亮度持续整夜闪烁发光提供警示作用，该目的太阳能发电功率亦得到最佳的分配。本实用新型实施例，可参考闪烁种类调整手册，来调整该发光二极管灯泡3的闪烁种类。举例来说，如果该发光二极管灯泡3在晚上运作13小时，则4秒1闪(0. 5秒亮、 3. 5秒灭)的闪烁种类，在13小时内只有1. 625小时会消耗功率、而其余的11. 375小时并未消耗功率，但1秒1闪(1秒亮、1秒灭)的闪烁种类，在13小时内便有6. 5小时会消耗功率、而只有6. 5小时不会消耗功率，故该发光二极管灯泡3在不同的闪烁种类下，有不同的发光时间(消耗功率)。该MCU会将依据该太阳能发电板1所产生的发电功率，将该发光二极管灯泡3设定成不同数目个亮度段。举例来说，1瓦特太阳能发电板1可分成18段发光二极管灯泡3的亮度、2瓦特太阳能发电板1可分成沈段发光二极管灯泡3的亮度、3 瓦特太阳能发电板1可分成30段发光二极管灯泡3的亮度、4瓦特太阳能发电板1可分成 36段发光二极管灯泡3的亮度、5瓦特太阳能发电板1可分成42段发光二极管灯泡3的亮度，依此类推，可至100瓦特太阳能发电板1。如果LED航空和航海警示灯在晚上设定运作 13小时，该太阳能发电板1在白天平均发电4小时，则5瓦特太阳能发电板1的最大发电功率为5X4 = 20瓦特小时(以上数据均可调整)，而该发光二极管灯泡3的亮度可依据发光二极管灯泡3闪烁种类(参考闪烁种类调整手册)分成42段，其中，第9段亮度是1. 53 瓦特X 13小时、第0段亮度是1.66瓦特X 12小时、第1段亮度是1.82瓦特Xll小时、 第2段亮度是2瓦特X 10小时、第3段亮度是2. 22瓦特X9小时、第4段亮度是2. 35瓦
特X 8. 5小时、第5段亮度是2. 5瓦特X 8小时........第15段亮度是5. 71瓦特X 3. 5小
时、第16段亮度是6. 66瓦特X 3小时、第17段亮度是7. 4瓦特X 2. 7小时、第18段亮度是 8. 33瓦特X 2. 4小时、第19段亮度是10瓦特X 2小时、而第20段亮度是11. 1瓦特X 1. 8 小时。以上21段亮度均是该备用电源4处于满载的情况下的预设值，然而，当该备用电源 4非处于满载的情况下，则使用以下21段亮度为该发光二极管灯泡3的亮度的备用值，其为上述预设值的3/4，而剩余的1/4发电功率，则回补至该备用电源4，其中，第21段亮度是 1. 15瓦特X 13小时、第13段亮度是1. 24瓦特X 12小时、第22段亮度是1. 36瓦特X 11 小时、第23段亮度是1. 5瓦特X 10小时、第M段亮度是1. 66瓦特X 9小时、第25段亮度
是1. 76瓦特X8. 5小时、第沈段亮度是1. 87瓦特X8小时........第36段亮度是4. 28
瓦特X 3. 5小时、第37段亮度是5. 0瓦特X 3小时、第38段亮度是5. 55瓦特X 2. 7小时、 第39段亮度是6. 24瓦特X 2. 4小时、第40段亮度是7. 5瓦特X 2小时、而第41段亮度是 8. 32瓦特X 1. 8小时，以上42段亮度是该LED警示灯的预设值及备用值，该42段亮度均预先写在该MCU的唯读记忆体内，不同的闪烁种类亦有不同亮度的内部预设值。不同瓦特数的太阳能发电板1，依上述方法可分成不同段数的发光二极管灯泡3的亮度。以上的预设值可让该太阳能发电板1在白天所产生的发电功率，完全被256种闪烁种类的发光二极管灯泡3充分利用。如此一来，该太阳能发电板1的发电功率，便可消耗到极限。同样地，也可使用无线(IrDA)遥控器来设定该发光二极管灯泡3的闪烁种类，用以设定警示灯具闪烁种类亮度随预设值而改变、该发光二极管灯泡3的较低亮度预设值、 或关闭该MCU检测该发电功率的功能，该MCU也会检测该备用电源4是否具有该最高电压预设值，以决定将该太阳能发电板1所产生的发电功率的全部、或是3/4，供应给该发光二极管灯泡3。具体言之，如果该备用电源4具有该最高电压预设值，则该MCU会将该太阳电发电板所产生的全部发电功率均供应至该发光二极管灯泡3，反之，则仅会将该发电功率的 3/4供应至该发光二极管灯泡3，而将该发电功率剩余的1/4补回该备用电源4。如此一来， 本实用新型便可同时设定该发光二极管灯泡3的闪烁种类和亮度，以省却习知二次步骤和繁复的功率计算。举例来说，一个2瓦特的太阳能LED航空和航海警示灯依据参考闪烁种类调整手册，其最高电压预设值为4. 2伏特，最低电压预设值为3. 3伏特，当该备用电源4小于4. 2伏特时，该MCU会自动将该太阳能发电板I所产生的发电功率的1/4 (也就是，8瓦特X0. 25 =2瓦特)留给该备用电源4回补的用，而当晚只会消耗该发电功率的3/4(也就是，8瓦特X0. 75 = 6瓦特)，该发光二极管灯泡3晚上设定运作13小时，该太阳能发电板I在白天平均发电4小时，该等数据均可调整、并且可预先放在该MCU的唯读记忆体内。该太阳能发电板I最大的发电量为2瓦特X4小时=8瓦特小时，因此，该发光二极管灯泡3的亮度可参考闪烁种类调整手册而分成26段，其中，第9段亮度是0. 61瓦特X 13小时、第0段亮度是0. 72瓦特Xll小时、第I段亮度是0.8瓦特X 10小时、第2段亮度是0. 88瓦特X9 小时、第3段亮度是I. 14瓦特X7小时、第4段亮度是I. 33瓦特X6小时、第5段亮度是 I. 6瓦特X 5小时、第6段亮度是2瓦特X4小时、第7段亮度是2. 28瓦特X 3. 5小时、第 8段亮度是2. 66瓦特X 3小时、第10段亮度是2. 96瓦特X 2. 7小时、第11段亮度是3. 33 瓦特X 2. 4小时、而第12段亮度是3. 8瓦特X 2. I小时，以上13段亮度是该备用电源4处于满载情况下的预设值。然而，当该备用电源4不足时，则使用以下13段亮度，作为该发光二极管灯泡3的亮度的备用值，其为该预设值的3/4，而该发电功率剩余的1/4，则回补至该备用电源4，其中，第22段亮度是0. 45瓦特X 13小时、第13段亮度是0. 54瓦特Xll小时、第14段亮度是0.6瓦特X 10小时、第15段亮度是0. 66瓦特X 9小时、第16段亮度是
0.86瓦特X 7小时、第17段亮度是0. 99瓦特X 6小时、第18段亮度是I. 2瓦特X 5小时、 第19段亮度是I. 5瓦特X4小时、第20段亮度是I. 71瓦特X3. 5小时、第21段亮度是
1.99瓦特X 3小时、第23段亮度是2. 22瓦特X 2. 7小时、第24段亮度是2. 49瓦特X 2. 4 小时、而第25段亮度是2. 85瓦特X 2. I小时，以上26段亮度是该太阳能LED警示灯的预设值及备用值，该26段亮度可预先写在该唯读记忆体内。依据所选择的闪烁种类的不同，该发光二极管灯泡3可有不同的亮度呈现。举例来说，预先使用无线(IrDA)遥控器选择需要的闪烁种类，例如，4秒I闪(0.5秒亮、3.5秒灭)，就如闪光符号表内的程序码060(其由无线(IrDA)遥控器设定)，该MCU会依照该预设值，将该发光二极管灯泡3的亮度设定在第12段亮度(亦即，3. 8瓦特X2. I小时)，该 MCU的亮度预设值是12，以红色LED查表，亮度为66. 4cd(请参考DH-130S_3nm灯质及预设亮度说明表)，并送出预设值12的信号给该发光二极管灯泡3的驱动IC(H81681)，以调整该发光二极管灯泡3的亮度。另举一例，预先使用无线(IrDA)遥控器选择需要的闪烁种类，例如，I秒I闪(I秒亮、I秒灭)，就如闪光符号表内的程序码001 (由无线(IrDA)遥控器设定)，该MCU会依照该预设值，将该发光二极管灯泡3的亮度设定在第3段亮度(亦即，
I.14瓦特X 7小时)，该MCU的亮度预设值是03，以红色LED查表，亮度为20. 3cd (请参考 DH-130S-3nm灯质及预设亮度说明表)，并送出预设值03的信号给该发光二极管灯泡3的驱动IC(H8168)，以调整该发光二极管灯泡3的亮度。以上的设定均由该无线(IrDA)遥控器一次设定步骤就可完成，亦即闪烁种类选择完成后，该LED灯的亮度便可依照内部预设值自动设定，当闪烁种类选择完成后，该发光二极管灯泡3的亮度即不会变动，只有当该太阳能发电板1所产生的发电功率不够时，该MCU才会送出备用值信号给该LED灯泡的驱动 IC(H8168)，以调整该LED灯泡的亮度。当该太阳能LED警示灯进入正常运作时，因太阳光线照射强弱的不同，该太阳能发电板1会产生不同的发电功率，该MCU会自动检测该太阳能发电板1所产生的发电功率，ADC会将该发电功率的模拟信号转换成数字信号，以供该MCU 可判断，该MCU计算该发电功率后，假如闪烁种类选择4秒1闪(0. 5秒亮、3.5秒灭)，就如闪光符号表内的程序码060，该MCU检测该发电功率为8瓦特，该MCU会先检测该备用电源 4是否在充满状态(电压4. 2伏特)，如果该备用电源4是4. 2伏特，该MCU会送出预设值 12的信号给该LED灯泡的驱动IC (H8168)，以调整该LED灯泡的亮度，该MCU亮度预设值是 12，其所对应的消耗功率为3. 8瓦特X 1. 63小时=6. 19瓦特，验证该太阳能发电板1于白天所产生的发电功率为8瓦特，而该LED灯泡晚上所消耗的功率为6. 19瓦特，8瓦特-6. 19 瓦特=1.81瓦特，因此，不会动用到该备用电源4，如此循环，该太阳能LED警示灯便可每天晚上正常运作。当连续阴天并且该太阳能发电板1的发电功率很少、或根本不发电时，如果闪烁种类选择1秒1闪(1秒亮、1秒灭)，则该LED灯泡在13小时内只有6. 5小时消耗功率，如闪光符号表内的程序码001，MCU亮度预设值是03，当该MCU检测该发电功率为2瓦特，该 MCU会先检测该备用电源4是否在充满状态(电压4. 2伏特)，如果该备用电源4是4. 2伏特以下时，则该MCU会送出备用值16的信号给该LED灯泡的驱动IC(H81681)，以调整该LED 灯泡的亮度(亦即，0. 86瓦特X6. 5小时=5. 59瓦特(消耗功率))，该LED灯泡的亮度为15. 2cd(因第16段亮度(消耗功率)是预设值的3/4)，由于2瓦特-5. 59瓦特=-3. 59 瓦特，因此会使用到该备用电源4。连续阴天几天后，当该备用电源降到预设的3. 3伏特时 (一般电池的电压降至2伏特时，便容易损坏)，该MCU会送出电压过低的信号0给该LED 灯泡的驱动IC1(H8168)以关闭该驱动IC，相应地，该太阳能LED警示灯即不闪烁，并且，整个系统进入待机状态，等待该备用电源4再被充电至3. 8伏特以上时，该MCU才会送出电压正常的信号1给该驱动IC，以开启该驱动IC，此时，该太阳能LED警示灯便可正常运作。当天气放晴时，如果该MCU检测该发电功率为2瓦特X4小时=8瓦特小时，则该MCU会自动检测该备用电源4是否在充满状态(电压4. 2伏特)，如果该备用电源4小于4. 2伏特，该 MCU会将该发电功率的1/4(8X0. 25 = 2瓦特)留给该备用电源4，而该LED灯泡当晚只会消耗该发电功率的3/4 (8X0.75 = 6瓦特)，也就是说，该MCU会选择第16段亮度(0. 86瓦特X 7小时)，并送出备用值16的信号给该LED灯泡的驱动IC (H8168)，以调整该LED灯泡的亮度，而剩余的2. 41瓦特(8瓦特小时-0. 86瓦特X6. 5小时=2. 41瓦特)则留给该备用电源4，如此循环，分批补充该备用电源4，当该MCU检测到该备用电源4又大于4. 2伏特时，该LED灯泡的亮度即可回复到正常的预设值。在本实用新型的实施例中，该LED灯泡的256种闪烁种类可依照消费者的需求，而有不同组合，亦可延伸到512种闪烁种类。此外，该LED灯的闪烁种类及亮度设定，可由无线(IrDA)遥控器一次设定步骤完成，亦即该LED灯的亮度，会随着闪烁种类的不同，而有不同预设亮度。惟以上所述者，仅为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施范围；故，凡依本实用新型申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求1.一种太阳能光电模组，其特征在于，包含提供电力的太阳能发电板；发光二极管灯泡；以及单片机，其电性耦接于该太阳能发电板和该发光二极管灯泡之间，单片机能检测太阳能发电板的发电功率，并调整控制该发电功率与该二极管灯泡灯泡的消耗功率之间的匹配关系。
2.如权利要求I所述的太阳能光电模组，其特征在于，另包含无线遥控器，该无线遥控器连接控制单片机及/或发光二极管灯泡。
3.如权利要求I所述的太阳能光电模组，其特征在于，该单片机依据太阳能发电板发电功率，调整该二极管灯泡灯泡亮度。
4.如权利要求3所述的太阳能光电模组，其特征在于，该单片机更包含存储所述二极管灯泡消耗功率的只读记忆体。
5.如权利要求I或2所述的太阳能光电模组，其特征在于，另包含能储存电力并在太阳能发电板的发电量不足时应用的备用电源，其分别连接太阳能发电板、发光二极管灯泡及单片机。
6.如权利要求I或2所述的太阳能光电模组，其特征在于，更包含模拟数字转换器和驱动集成电路，该模拟数字转换器电性耦接于该太阳能发电板与该单片机之间，将该发电功率的模拟信号转换成数字信号、并将该数字信号传送至该单片机；而该驱动集成电路电性耦接于该发光二极管灯泡与该单片机之间，其接收该单片机依据该数字信号所输出的驱动信号，驱动该发光二极管灯泡依据该驱动信号消耗功率。
7.如权利要求5所述的太阳能光电模组，其特征在于，该单片机于检测太阳能发电板的发电量不足时，控制将该备用电源供应至该发光二极管灯泡，或该单片机于检测出该备用电源未达最高电压预设值时，控制将太阳能发电板的发电量供应至该备用电源。
专利摘要本实用新型提供一种太阳能光电模组，其包含太阳能发电板，用来产生发电功率；发光二极管灯泡；以及单片机，电性耦接于该太阳能发电板和该发光二极管灯泡之间，用来检测该发电功率，并计算该发电功率与该发光二极管灯泡的消耗功率之间的匹配关系，以将该发电功率依据该匹配关系分配至该发光二极管灯泡。如此一来，该发光二极管灯泡便可整晚发光或所有预定时间发光，并且，该发光二极管灯泡的闪烁种类和亮度也可以由单片机来加以设定。
文档编号H05B37/02GK202310218SQ201120418568
公开日2012年7月4日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者盧朝祥 申请人:廷翰国际有限公司, 海鑫实业有限公司