設(shè)計原理

太陽能路燈是以太陽的光為主要能源,白天可以自主充電、晚上使用。無需鋪設(shè)任何復(fù)雜、昂貴的電路管線等,同時還可以任意調(diào)整燈具的布局,安全高效節(jié)能并且無其它污染,充電和使用開關(guān)的過程采用光控自動控制,無需人工操作,工作穩(wěn)定可靠,節(jié)省電費和電力資源,免維護,太陽能路燈的實用性已充分得到了人們的認可，本文介紹的是基于單片機的太陽能路燈控制器的設(shè)計,對12V和24V蓄電池可以實現(xiàn)自動識別,能實現(xiàn)對蓄電池的科學(xué)管理,能指示蓄電池過壓、欠壓等運行狀態(tài),而且具有兩路負載輸出,每路負載額定電流可以達到5A,兩路負載可以隨意設(shè)置為同時點亮、分時點亮,單獨定時等多種工作模式,同時對負載的過流、短路具有保護等功能;且有較高的自動化和智能化程度。

硬件電路組成及工作原理是由統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖太陽能路燈智能控制器以STC12C5410AD單片機為核心的。其中外圍電路主要由電壓采集電路、主要負責(zé)輸出控制與檢測電路、LED顯示電路及鍵盤電路等幾部分組成的,電壓采集電路包括:太陽能電池板http://www.centerpower.cn和蓄電池電壓采集,用于太陽光線強弱的識別以及蓄電池電壓的獲取。單片機的P3口的兩位作為鍵盤輸入口,用于工作模式等參數(shù)的設(shè)置。

在系統(tǒng)中STC12C5410AD、電壓采集與電池管理、負載輸出控制與檢測電路的設(shè)計與實現(xiàn)。STC12C5410AD單片機STC12C5410AD是STC12系列的單片機,采用RISC型CPU內(nèi)核,兼容普通8051指令集,而且還有新的特點:片內(nèi)含有Flash程序存儲器10k,Data Flash數(shù)據(jù)存儲器2k,RAM數(shù)據(jù)存儲器512字節(jié),同時內(nèi)部還有看門狗(WDT);片內(nèi)集成MAX810專用復(fù)位電路,集成了8通道10位分辨率的ADC以及4通道的PWM;具有可編程的8級中斷源4種優(yōu)先級,具有系統(tǒng)可編程(ISP)和應(yīng)用可編程(IAP)等特點,片內(nèi)資源豐富、集成度高、使用方便。STC12C5410AD對系統(tǒng)的工作進行實施調(diào)度,實現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、對蓄電池及負載進行管理,工作狀態(tài)的指示等。為充分使用片內(nèi)資源,本文所設(shè)置的參數(shù)寫入Data Flash數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)。鍵盤電路P3.4(T0)接F1鍵,該鍵用

于設(shè)置狀態(tài)的識別及參數(shù)設(shè)置;P3.5(T1)接F2鍵,該鍵用于自檢及“加1”功能,根據(jù)程序流程,分別實現(xiàn)不同功能。電壓采集與電池管理太陽能電池板電壓采集,用于太陽光線強弱的判斷,因而可以作為白天、黃昏的識別信號。同時本系統(tǒng)支持太陽能板反接、反充保護。

蓄電池電壓采集,用于蓄電池工作電壓的識別。利用微控制器的PWM功能,對蓄電池進行充電管理。蓄電池開路保護:萬一蓄電池開路,若在太陽能電池正常充電時,控制器將關(guān)斷負載,以保證負載不被損傷,若在夜間或太陽能電池不充電時,控制器由于自身得不到電力,不會有任何動作。

過充保護:充電電壓高于保護電壓(15V)時,自動關(guān)斷對蓄電池的充電;此后當(dāng)電壓掉至維護電壓(13.2V)時,蓄電池進入浮充狀態(tài),當(dāng)?shù)陀诰S護電壓(13.2V)后浮充關(guān)閉,進入均充狀態(tài)。當(dāng)蓄電池電壓低于保護電壓(11V)時,控制器自動關(guān)閉負載開關(guān)以保護蓄電池不受損壞。通過PWM充電電路(智能三階段充電),可使太陽能電池板發(fā)揮功效,提高系統(tǒng)充電效率。本系統(tǒng)支持蓄電池的反接、過充、過放。

負載輸出控制與檢測電路本系統(tǒng)設(shè)計了兩路負載輸出,每路的輸出均有獨立的控制和檢測,具有完善的過流、短路保護措施。

連接方法

一般的太陽能路燈控制器應(yīng)先連接燈線，其次是蓄電池線，最后再連接太陽能電池板線。