太阳能路灯控制器设计课程设计

太阳能路灯控制器设计课程设计

太阳能路灯控制器设计

摘要

为了提高太阳能光伏控制器的性价比，设计了运用单片机的太阳能光伏控制器。本控制器具有效率高、可靠性高、运行稳定、性价比高、适宜批量生产的特点。控制器实现了基于单片机PIC16F711的工作状态控制和蓄电池能量管理，满足了太阳能光伏控制器在不同工作状态下的稳定运行与准确切换的要求。蓄电池充放电精确控制也在此控制器中得到实现。实验结果表明，应用此控制器的太阳能光伏系统效率高、运行稳定，蓄电池寿命也可延长。

关键词：太阳能，单片机，充放电电路，锂蓄电池

1 绪论

1.1 课题背景

能源是经济、社会发展和提高人民生活水平的重要物质基础，能源问题是一个国家至关重要的问题。随着科学技术和全球经济地飞速发展，对能源的需求也在日趋增长。自20世纪70年代的世界石油危机以来，人们才真正意识到，化石燃料的储量是有限的，能源危机迫在眉睫。从全球来看，已探明的可支配的传统能源储量在不久的将来即将耗尽，能源问题的突出，不仪表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用对牛态环境的污染破坏：大气中的颗粒物和二氧化硫浓度增高，局部地区形成酸雨。而每年排放的大量二氧化碳带来的温室效应，使全球气候变暖，自然灾害频繁。常规能源在给人类社会带来飞速发展的同时，也在很大程度上使人类社会面临着前所未有的困难和挑战。这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源，实现可持续发展。

光伏发电具有取之不尽且无污染等优点，日前在我国，光伏发电主要应用在如下领域：西部偏远地区电力供应、通讯及交通设施、气象台站、航标灯和照明路灯。光伏发电的照明路灯应月J具有节能性、经济性和实川性等优点，在众多应用领域中具有最广泛的发展前景。本课题为研制一套独立光伏电源控制器，廊州于LED路灯照明系统。通常独立照明系统由太阳能电池、蓄电池、充放电控制器和负载LED组成。由于系统的稳定性严格受到蓄电池和LED寿命的影响，本课题研制的充放电控制器通过实时监测系统允放电回路的相关信息，确定相应的允放电策略，实现了稳定太阳能电池输出、优化蓄电池充电方法和保护蓄电池及负载的目的，最终提高了太阳能电池的利用率和整个照明系统的可靠性。

1.2 设计指标

本设计的设计要求指标如下:

1、锂蓄电池电压的检测

2、锂蓄电池电流的检测

3、充放电控制电路的检测

4、路灯的电量控制

1.3 设计思路

本文设计了一种基于单片机的太阳能路灯控制器。采用PWM 脉冲调制控制保护技术。充放电控制器是太阳能路灯的核心部件，针对锂蓄电池充电的特殊要求，本文巧妙地采用简单电路检测充放电电压电流、软件补偿用于检测的小电阻的温度效应，省却硬件补偿的费用，降低了成本。由单片机根据采集到的充放电电压电流参数，发出各种摔制信号，实现充放电控制，使充放电系统能稳定何效地运行。

同时设计MPPT控制器，MPPT控制器的全称“最大功率点跟踪”（Maximum Power Point Tracking）太阳能控制器，是传统太阳能充放电控制器的升级换代产品。所谓最大功率点跟踪，即是指控制器能够实时侦测太阳能板的发电电压，并追踪最高电压电流值(VI)，使系统以最高的效率对蓄电池充电。下面我们用一种机械模拟对比的方式来向大家解释MPPT太阳能控制器的基本原理。要想给蓄电池充电，太阳板的输出电压必须高于电池的当前电压，如果太阳能板的电压低于电池的电压，那么输出电流就会接近0。所以，为了安全起见，太阳能板在制造出厂时，太阳能板的峰值电压（Vpp）大约在17V左右，这是以环境温度为25°C时的标准设定的。这样设定的原因，（有意思的是，不同于我们普通人的主观想象，下面的结论可能会让我们吃惊）在于当天气非常热的时候，太阳能板的峰值电压Vpp会降到15V左右，但是在寒冷的天气里，太阳能的峰值电压Vpp可以达到18V! 现在，我们再回头来对比MPPT太阳能控制器和传统太阳能控制器的区别。传统的太阳能充放电控制器就有点象手动档的变速箱，当发动机的转速增高的时候，如果变速箱的档位不相应提高的话，势必会影响车速。但是对于传统控制器来说，充电参数都是在出厂之前就设定好的，这就像车的档位被固定设置在了1档。那么不管你怎样用力的踩油门，车的速度也是有限的。MPPT控制器就不同了，它是自动挡的。它会根据发动机的转速自动调节档位，始终让汽车在最合理的效率水平运行。就是说，MPPT控制器会实时跟踪太阳能板中的最大的功率点，来发挥出太阳能板的最大功效。电压越高，通过最大功率跟踪，就可以输出更多的电量，从而提高充电效率。理论上讲，

使用MPPT控制器的太阳能发电系统会比传统的效率提高50%，但是跟据我们的实际测试，由于周围环境影响与各种能量损失，最终的效率也可以提高20%-30%。从这个意义上讲，MPPT太阳能充放电控制器，势必会最终取代传统太阳能控制器。

2 方案选择及单元电路的设计

2.1 方案选择及方框图

2.1.1 方案选择

由单片机根据采集到的控制器的充放电电压电流参数，发出各种控制信号。实现充放电控制，是使充放电系统能稳定有效地运行。更好的保护了锂电池。延长整个太阳能路灯系统的使用年限。

2.1.2 方框图

太阳能路灯充放电控制器的电路框图2-1所示。太阳能电池板接收光照并把太阳能转化为电能，通过充放电控制器为锂蓄电池充电。锂蓄电池放电同样通过通过控制器来控制LED照明电路。

图2-1 单片机作为太阳能路灯控制系统的核心。太阳能控制器设计的好坏关系到整个系统能否正常运行。控制器的核心是PICl6F711。它是目前世界上片内集成

外围模块最多、功能最的单片机品种之一，是高性能的8位单片机。它采用哈佛总线结构和RISC技术，指令执行效率高．功耗极低．带有FLASH程序存储器，配置有5个端口33个双向输入输出引脚，这些引脚大部分有第二、第三功能．内嵌8个10位数字量精度的AD转换器，配有2个可实现脉宽涮制波形输出的CCP模块。控制器主要的工作是白天实现太阳能电池板对蓄电池充电的控制。晚上实现蓄电池对负载放电的控制。

2.2 部分单元电路的原理

2.2.1太阳能电池

（1）太阳能电池的种类

太阳能光伏发电系统是利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池将太阳能直接转换成电能的。太阳能电池单体是用于光电转换的最小单元。它的尺寸约4平方厘米到100平方厘米。太阳能电池单体工作电压为0.45一0.50伏，一般不能单独作为电源使用。将姗能电池单体进行串联，并联和封装后，就成为太阳能电池组件。它的功率从几瓦到几百瓦，可以单独作为电源使用。太阳能电池再经过串联，并联并装在支架上，就构成了大阳能电池方阵。它可以输出几百瓦，凡千瓦或更大的功率，是光伏电站的电能产生器。常用的太阳能电池主要是硅太阳能电池。目前世界上有三种己经商品化的硅太阳能电池:单晶硅太阳能电池，多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池。

（2）太阳能电池的保护

光伏系统在运行中要注意对太阳能电池组件(俗称太阳能板)的保护。这种保护分为两类机械化学方面的保护和电方面的保护。机械化学方面的保护是指在封装及安装太阳能板的时候要考虑其防腐，防风，防雹，防雨的能力电方面的太阳能光伏发电系统的基本组成与基本原理保护是指连接旁路二极管，连接防反充二极管等。在一定的条件下，一个串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件，将被当作负载消耗其它有光照的太阳能电池组件所产生的能量。被屏蔽的太阳能电池组件将发热，这叫热斑效应。为了防止太阳能电池组件由于热斑效应而受到破坏，需要在太阳能电池组件的正负极间并联一个旁路二极管。在太阳能板的保护中还用到一种防反充二极管，又称阻塞二极管，其作用是避免由于太

阳能板在阴雨天和夜间不发电时，或太阳能板出现短路故障时，蓄电池组通过太阳能板放电。防反充二极管串联在太阳能板中起单向导电作用。大型系统中还要防雷。

2.2.2锂蓄电池的充电特性

路灯蓄电池选用锂离子电池。锂电池具有重量轻容量大无记忆效应等优点，因而得到普遍应用。锂电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的 1.5-2倍，而且具有很低的自放电率。此外，锂电池似乎没有记忆效应以及不含有毒物质等优点。但是对于锂电池的充电过程，要求是比较严格的。影响蓄电池寿命的因素有:放电深度，过充电程度等。在光伏系统中蓄电池的放电深度不是恒定的，它随天气状况和季节而变。在天气晴朗的夏日，蓄电池放电深度小;在天气阴沉的冬日，蓄电池放电深度大。过充电程度也随季节天气变化，在冬季，蓄电池可能从没充满过，在夏天，蓄电池可能经常是满的。为了延长蓄电池的寿命，必须合理的控制蓄电池的放电与充电。当蓄电池放电到一定程度时，应停止放电，防止过放电减少蓄电池寿命;当蓄电池充电到一定程度时要停止充电和减小充电电流，防止不合理的过充电对蓄电池造成损害。

锂蓄电池的充电曲线如图2-2

0.25A

0.5A

0.75A

1A

1.25A 1.5A

1.75A

最大充电电流快充到减充过渡点

浮充电压

充电终止电流

预充电流预充到快充过渡电压

电压电流13V 14V

15V

16V

图2-2 锂蓄电池充电曲线

锂蓄电池的充电过程：

（1）如果开始充电时，电池电量很低，那么必须用小电流（大概0.24A ）开始充电，即涓流充电。如果电压高于13V 就不必进行这个步骤。

（2）当电池电压大于13V 可以开始大电流充电，恒流充电。随着充电的进行，电池电压逐渐升高。

（3）当电池电压达到或接近充满电压（如16.8V 左右）时，则要开始转入恒压充电：当电流减少到大概0.25A 左右，则停止充电。

2.2.3 锂蓄电池温宿补偿

锂蓄电池的容量是随温度的变化而变化的；温度升高，蓄电池的容量将增大；温度低，蓄电池的容量将减小。如果充电电流维持不变，相应的充电倍率将不变，不同的充电倍率对应不同的过充点，因此，要采用温度补偿队蓄电池进行保护。单片机PIC16C711通过采样温度参数，实时检测当前温度，进行温度补偿。温度补偿使用NTC 热敏电阻。根据国家标准，温度补偿的范围为-3—7Mv/K,方案设计取中间值-5Mv/k 。

2.2.4 控制器充放电电路

充放电电路图如图2-3。

图2-3 控制器充放电电路图

单片机控制充，放电驱动Q1和Q2。

（1）当蓄电池电压处于正常情况下，单片机控制的充电驱动MOS管Q1（IRFZ44）为高电平截止，三极管Q3导通，PWM占空比为零，此时太阳能电板想蓄电池恒流充电；当蓄电池电压达到13.6V时，单片机控制充电驱动Q1为高电平时，Q3导通，Q1截止，通过控制占空比，使Q1实现通断控制，此时处于恒压浮充状态；当电流下降到某值时，进行恒流充电；但蓄电池电压达到设定的过充点14.4V时，再进行恒压涓流充电；涓流小到某一值，单片机控制的充电驱动Q1进行短路保护；当蓄电池电压下降到某设定值时，Q3重新导通，Q1截止，恢复为正常充电状态。

（2）当蓄电池电压处于正常情况下，单片机控制的放电驱动MOS管Q2（IRFZ44）为低电平，三极管Q4截止，Q2导通，此时负载输出正常；当蓄电池电压低于设定的过放点时，单片机控制的放电驱动Q2为高电平，Q4导通，Q2截止，此时负载无输出；当蓄电池电压达到12.6V时，单片机控制的放电驱动T2为低电平，Q4截止，MOS管Q2导通，此时恢复对负载供电。

2.2.4 MOS管驱动电路

开关管的选择考虑到太阳能电池的功率和负载的功率不一致，可用不同的MOS管做充放电的开关管，用小功率的MOS管要考虑温度因素，必要的话必须加散热器。为了提高可靠性，降低成本，经大量的试验和分析比较，表明在3A电流工作范围内，可选用IRFZ44，IRF540，IRF530，50N60等，基本不需加散热器；5A电流工作范围内，须加小散热器；8A 电流工作范围内，2807，3205，150，064等要加小散热器，带载能力较强，价格高；其他MOS管要加大散热器，10A以上都应该加大散热器。在元件选用上，应根据具体情况加以选择。

本设计采用IRFZ44

驱动信号由单片机发出，为TTL电平，不能直接驱动MOS管，用三极管进行平转换。电路图如图2-4

：

单片机

R1

R3

R2

Vd

DW

MOS管栅极C 图2-4 M0S管的驱动电路图

图中Vd为蓄电池正极电压，R1为三极管基极限流电阻。R2为集电极电阻。DW为18V稳压二极管，它与R3一起限制控制信号的电压G<18V。输出信号与G端信号反

相。当单片机输出“1”时，G端为0V时，G端电压为Vd。

2.2.5 显示电路

目前，多数太阳能灯选用LED作为光源，LED寿命长，可以达到100000小时以上，而且工作电压低，非常适合应用在太阳能路灯系统上。特别是LED技术已经实现了其关键性的突破，其特性在过去的几年中有了很大地提高，性能价格比也有较大地突破。其优点如下：

1、节能：LED发光颜色更接近于自然光，与高压钠灯相比，人眼感到同样亮度时所需的光强就低许多，例如，在道路照明中采用98瓦的LED路灯，其照明效果就相当于250瓦的高压钠灯。

2、长寿：由于大功率LED路灯是由很多LED光源组成，即使个别损坏了也不会对正常照明产生太大影响，不像高压钠灯损坏时全灯熄灭，因此大功率LED路灯的可靠性比高压钠灯的可靠性提高了许多倍，大功率LED路灯寿命长达5万小时是高压钠灯的十几倍，户外使用寿命长达10年以上。

3、显色性好：大功率LED路灯显色性大大高于高压钠灯，高压钠灯以金属钠蒸汽为发光源，光线呈单一偏黄，与阳光相差甚远，而LED路灯发出的是白色光，色彩更真实，也不存在危害性的紫外光线和红外光线，不吸引昆虫。

4、无频闪：大功率LED路灯采用直流供电，加上光电独有的恒流装置，使大功率LED路灯发光恒定，彻底无闪烁。

此控制器采用两个双色LED发光二极管，LED1显示充电状态，LED2显示放电状态。

(1)充电时蓄电池电压高于13.0V时，LED1显示红色；当蓄电池电压在13.0-13.6V之间时，LED2显示橙色；当蓄电池电压高于14.4V时，LED1显示绿色。

(2)放电时当蓄电池电压高于11.1V时，LED2显示红色；当蓄电池电压在12.2-12.6V之间时，LED2显示橙色；当蓄电池电压高于12.6V时，LED2显示绿色。两个双色LED发光二极管显示非常直观，取代了以往多个指示灯。

3 锂蓄电池电压电流的检测

3.1锂蓄电池电压的检测

PIC16C711单片机带有4路8位A／D转换器，转换器的输入电压范围为：0～5V，转换后相应的数字量范围：0～255。将蓄电池电压Vd的最高值定于25．5V，利用电阻分压的方式将其转换为0～5V。电路如图4-1

Vd

图4-1

Vi=R2/(R1+R2) ×Vd，取R2=20 KΩ，R1=82 KΩ，代入数值则由Vi=10/51Vd 故蓄电池电压：Vd=0-25．5V；相应模拟电压：V i=0-5.OV；相应的数字量：D=0-255。

当计算机采样值为X时，计算蓄电池电压公式为：Vx=X/10 V

A／D转换数字波动范围为±1LSB。故电压测量波动范围±0．1V。

3.2 锂蓄电池电流的检测

检测比较大的直流的方法不多，本设计采用一个小电阻R(0.05欧姆)来检测电流，小电阻两端的电压通过运放放大，经A/D转换后输入单片机中，测得

电压后除以放大倍数得到实际电压，再根据欧姆定律U=I/R计算出电流I的大小。

用一个小电阻来检测电流存在的问题是：小电阻的阻值会发生变化。实际上绝对线性的电阻是不存在的。例如，绝大多数金属导体的电阻都随温度的升高而升高，当电流通过导体时，将电能转化为热能，使金属的导体的温度升高，阻值就不是常数，而是随着电流或电压变化。本系统中检测出来的充电电流跟实际的充电电流不一样，但存在一个规律是：电流越大检测出来的充电电流跟实际电流的偏差就越大，它们成线性的关系。这是由于小电阻阻值随温度变化造成的。表4-2是实验采集的单片机测得电流和实际电流的一些数据。

表4-2

这两组数据存在线性的关系，首先利用Matlab 对第一列的数据进行处理，首先求出它的关系式，假设关系式为：y1=a(1)·x+a(2);

使用Matlab 求出系数a(1)=0.0100和a(2)=0.2100所以这组数据可以用关系式：y1=0.01x+0.21来表示。采集的数据和线性拟合后的曲线如图4-3。

0.55

0.5

0.45

0.4

0.35

0.3

0.25

0.2051015202530350.6

0.65

40

图4-3实际电流数据采集和线性拟合

对第二列的数据进行处理，首先求出它的关系式，也假设关系式为：y2=a(1)·x+a(2);

使用Matlab 求出系数a(1)=0.0147和a(2)=0.2109所以这组数据可以用关系式y2=0.0147·x+0.2109来表示。采集的数据和线性拟合后的曲线如图4-4。

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0510152025303540

图4-4单片机检测出的电流数据采集和线性拟

合

结合关系式y1和y2便可得到两列数据的关系式y1=0.680272·（y2-0.2109）+0.21，其中y1表示实际的电流，y2表示单片机检测出来的电流，单片机检测出来的电流y2通过上式的转换后变成y1,便是实际的电流。

4 整机电路及其工作原理

4.1整机电路原理图

控制器的整体电路图如图3-1。

图3-1 控制器整体电路图

太阳能电池板接收太能光将太阳能转化为电能由单片机根据采集到的充放电电压电流参数发出各种控制信号，实现充放电控制。使充放电系统能稳定有效地运行。更好的保护锂电池。延长了整个太阳能路灯系统的使用年限。太阳能LED路灯系统由太阳能电池板、LED路灯控制器、锂蓄电池以及LED路灯模块组成。在整个系统中，充放电控制器处在核心地位，其工作的好坏直接决定了整个系统的性能。本文设计的控制器以PWM充电技术为核心，具备蓄电池过充、过放保护、太阳能电池过压保护、负载短路保护等多种保护功能。

4.1.1 充电部分的控制

本方案采用PWM 脉冲调制控制保护技术，不仅能有效地保护蓄电池，防止过充电现象的发生，还能快速、平稳地为蓄电池充电。所谓PWM控制就是控制输出波形的占空比，周期并不改变，通过开关管的导通与闭合来控制充放电。锂电池的充电曲线图如图2-2，蓄电池的电压低于13V时，单片机输出一个相应占空的脉冲，控制三极管(Q1)通和断的时问，从而控制场效应管IRFZ44(Q3)的通和断，使到充电的电流为0．24A 左右，此时处于预充状态。蓄电池的电压高于1 3V 时，单片机输出一个高电平(相当于PWM 占空比为1)，三极管(Q1)导通，

场效应IRFZ44(Q3)处于截断状态，此时太阳能电池板以最大的电流为蓄电池充电一一恒流充电。当蓄电池电压接近或等16．8V 时，通过控制占空比，也使场效应管IRFZ44(Q3)实现通断控制，使充电状态处于恒压浮充状态。当电流小于一个值(0．24A)时，单片机就输出一个低电平，使场效应管IRFZ44(Q3)完全导通，停止给蓄电池充电。

4.1.2 放电照明部分的控制

当单片机控制照明灯的控制脚输出高电平(5V)的时候，三极管Q2就会导通，三极管02集电极E的电压变低(约为0V)，此时加到场效应管(Q4)栅极的电压就会变低，场效应管就截止，流过照明灯的电流减少到0。相反，当单片机控制照明灯的控制脚输出低电平(OV)的时候，三极管Q2就会截止，三极管Q2集电极E的电压高，此时加到场效应管(Q4)栅极的电压也就高，场效应管就导通，流过照明灯(LED灯)的电流大，照明灯打开。

4.2 整机工作原理

控制器的整体工作原理图如图3-2。

图3-2 太阳能路灯控制器的工作原理图

太阳能LED路灯系统由太阳能电池板、LED路灯控制器、锂蓄电池以及LED 路灯模块组成(如图1所示)。在整个系统中，充放电控制器处在核心地位，其工

作的好坏直接决定了整个系统的性能。本文设计的控制器以PWM充电技术为核心，具备蓄电池过充、过放保护、太阳能电池过压保护、负载短路保护等多种保护功能。

控制器是连接太阳能电池板，蓄电池和负载的钮带。它必须具备以下几个基本功能：①过压保护：当蓄电池电压高于一定值时，停止充电。②欠压保护：当蓄电池电压低于一定值时，停止放电。③恢复充电：当蓄电池电压低于一定值时，重新恢复充电。④恢复放电：当蓄电池电压高于一定值时，重新恢复放电。⑤状态指示：太阳能电池板的供电状态和负载接通情况应指示。⑥防雷击：因太阳能电池板多半放置在户外，而且有一定的高度，容易受雷击，增加防雷击功能是必要的。

为了使控制器适应太阳能街灯等环境，充分利用现有的硬件资源增加白天黑夜的检测功能，以便白天关负载，黑夜自动点亮，满足各种用户需求。作为可扩展功能。

5 系统软件设计

5.1 设计思路

以单片机为核心的控制软件具有实时性、灵活性、通用性及运行可靠性的特点，现在对太阳能充电控制器软件的设计思路介绍如下：

1、首先主程序要完成系统初始化，为了在初始化的过程中，防止中断的意外到来，应在主程序的开始处先关闭中断，完成初始化后，再打开中断。

2、由于本系统是11V／14.4V自动识别，因此要在程序中必须判别。具体为，当蓄电池两端电压大于13.4V时，满足14.4V的系统，否则为11V系统，判别系统后转到相应的程序处继续执行。

3、判断太阳能极板的两端电压，来区分是白天还是黑天。若为白天，转为白天的处理程序；若为黑天转到黑天的处理程序。

4、白天处理程序中，要判断蓄电池的两端电压，在决定是否采取充电控制，充电控制方式采用PWM控制。并有指示灯时刻现实蓄电池两端电压处于何种状态，让用户一目了然。

5、充电过程会发热，所以要有温度补偿程序，保护蓄电池。

6、黑天处理程序中，按照选择的工作模式工作，工作模式即为负载的工作时间。

7、定时处理程序主要完成系统程序的工作时序，定时处理能使整个程序有条不紊的按照系统的要求完成任务。

控制器软件的设计完全按照结构化的程序设计方法来完成，将整个程序细分为若干个子程序，方便调试与检查。开发系统采用通用编程器TOP一2048，利用C语言使得整个软件开发变得简单、快速、易于调试。主软件流程见图5-1。系统源代码见附录3。同时就几个主要的子程序做简单的介绍。

5.2系统主程序流程

主程序流程图如图5-1所示

图5-1 系统主程序流程图

5.3 初始化子程序

在初始化程序中，主要对PIC16C711的系统资源，包括定时器、中断、串行通讯等初始化工作。

基于51单片机智能路灯控制器设计与实现

摘要 摘要 现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。 本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关功能。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。 关键词：路灯单片机技术设计

ABSTRACT ABSTRACT Nowadays, with the rapid development of micro-electronic technology and integrated circuit technology, Single Chip Micro-computer (MCU) technology is being used everywhere. MCU has been used in all kinds of industries, especially in the areas concerning the controlling as the important ingredient in the computer science and technology, the front-runner in the embedded system. It has improved products’Intellectualized and technical standards and been a quite important technical area in our recent social needs and the applied areas of MCU expanding, types of mental produce and control systems are designed with MCU as the central technology. The system uses MSC MSU-51 and Relevant photo electric equipment to design intelligentized controller of streets lights and realize the function of controlling the switches according to the actual conditions of light through P1 port of 8051 chip. As the ever-accelerated development of social civilization, City light is not only confined to the street lighting but also developed into the urban landscape and decorative Keywords: lamp MCU-technology design

微机原理课程设计_路灯控制设计(完整版)

1 设计任务描述 1.1设计题目 路灯控制设计 1.2设计内容 1）天黑时路灯电亮，天亮时路灯关闭。 2）用中断模拟天黑。 1.2.1 设计目的 通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识，提高应用微机解决问题的能力，加深对微机应用的理解。通过查阅资料，结合所学知识进行 软、硬件的设计，使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。为以后学生结 合专业从事微机应用设计奠定基础 1.2.2 设计要求 1）通过K O—K7和K++来输入。 2）用LED指示灯显示结果。 3）输出为1灯亮，输入为0灯灭。 2设计思路 本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。通过中断信号来使路灯点亮，再经延时程序来使灯自动熄灭。然后重新回到初始状态。 我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED 显示单元及开关单元。用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动，用ICW4来设置IR7非屏蔽。 设置中断控制器8255的控制字，让它A口输出来显示灯亮，。由于我们没用到Ｂ口和Ｃ口，所以让Ｂ口输入C口高低四位均输出。 设置完控制字后，再使A口输出全为0（这时路灯初始状态为灭），接着让程序循环进入空操作。当天黑需要路灯亮时，按下中断（代表天黑），程序从循环执行空操作中中断出来，使A口输出从全为0变成全为1（这时路灯全亮），程序后面连接一个延迟子程序，来控制灯亮的时间。 最后到了程序该结束的时候了，A口输出从全1再次变为全0（这时路灯全灭，代表夜晚已过，天亮了）。这时程序本该结束了，程序结束后，又返回到中断控制器8259这部分，这样程序又可以通过按中断来控制灯亮，这样就简单又实用。 大体上程序主要分四大部分：输入部分，中断部分，延迟部分和输出部分。结合所学的知识外加查找相关资料，把这几大部分合理的连接起来，从而实现一个完整、功能强大的程序。 3 主要元器件介绍

基于单片机的太阳能路灯控制器设计毕业设计(论文)

安徽工程大学机电学院毕业设计（论文） 毕业设计论文 基于单片机的太阳能路灯控制器设计 摘要 本论文主要完成对光伏电源LED照明控制系统进行优化设计和研究，以使系统达到稳定、操作方便、节能环保的要求。太阳能路灯智能控制器以AT89C52单片机为核心，主要由六个部分组成：太阳能电池板、蓄电池、负载（LED路灯）、控制器、测量电路、充电电路、放电/负载驱动电路。本课题的主要研究内容有：针对现有独立运行的太阳能路灯控制器的特点，实现多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和软件程序设计。 首先对太阳能路灯基本模块组成、基本功能及发展现状进行了阐述，并根据蓄电池剩余荷电容量（SOC）的数学模型和剩余荷电容量（SOC）与蓄电池的使用寿命的关系提出了单片机系统改进的控制方案，并根据实际需要提出用脉宽调制信号（PWM）来驱动和调节白光LED，可使白光LED工作于发射最纯净白光。半导体PN结技术的太阳能光伏发电技术与发光二极管(LED)照明技术，都有着环保、节能、长寿命和安全的特点。对这两项技术的高效结合进行优化研究，符合我国目前节能，环保及可持续性发展的目标。 总之，随着城市规模的不断扩大，现有的路灯技术不能达到环保节能的要求，本文采用多点控制蓄电池剩余荷电容量（SOC）控制和脉宽调制信号（PWM）来驱动太阳能LED路灯控制器的硬件设计和源程序设计，能有效解决LED太阳能路灯的不足。因此，本课题设计对我国LED路灯节能环保的发展有很大的现实意义。 关键词：光伏发电；剩余荷电容量；脉宽调制信号；控制系统

基于单片机的太阳能路灯控制器设计 II

课程设计《路灯控制器的设计任务书》

电子技术课程设计 路灯控制器设计任务书 电气工程学院 2013/12/13

1．设计目的与要求 设计一个路灯控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）具有光控功能，白天光线较亮、即使有声音时路灯也不亮，光线较暗、有声音时路灯点亮。 （2）具有声控功能，晚上光线较暗、有声音时路灯点亮，声音消失后延时照明一段时间后自动熄灭。2．设计内容 （1）画出电路原理图； （2）元器件及参数选择； （3）电路仿真； （4）SCH文件生成与打印输出。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

1.路灯控制器设计 摘要：路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。白天的时候，在光控电路（无论有无声音）作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED灯不亮。晚上没有声音的时候，在声控电路作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED仍旧不亮；当有声响的时候，电路的开关元件闭合，灯LED形成通路，LED亮，由于延时电路的存在，LED持续亮一段时间后熄灭。 关键词：声控光控延时LED灯 2 总体设计方案 2.1设计思路 整个电路由声控电路，光控电路及延时电路等部分组成。光控电路对外界的光亮度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮，而晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮。声控电路主要将声音信号转换为相应的电信号而实现自动控制，延时电路使声音消失后延长一段光照时间。也就是说在白天的时候主要由光控电路起作用抑制声控及延时电路，晚上时声控部分的电路起主要作用，光控电路部分对声控电路部分抑制作用消失；因此延时部分就用电容充放电的过程完成延时功能。光控部分用光敏电阻，光敏电阻的特性就是光照的时候呈低阻状态，无光照的时候呈高阻状

太阳能路灯控制器技术指标

太阳能路灯控制器技术指标 很多用户在采购太阳能路灯组件时，为了减少成本而选择达不到设计峰值要求的太阳能电池板和蓄电池，从而导致路灯经常欠压关闭，尤其在阴雨天难以满足正常的照明需求。控制器在整个太阳能路灯系统中价值虽然最小，但却是非常重要的一个环节，选择功耗较低、可以灵活调功、并且具有节电节能、充电高效率的路灯控制器尤为重要，配套使用后可以降低客户在太阳能电池板、蓄电池的采购成本，同时也提高了相关企业在竞标时的竞争力。 太阳能充放电控制器 一：光控（时控）模式： 开灯照度10LUX，相当于目前长江中下游地区夏天晚7：30左右，（采用电池板光压照度法，开关灯时间更准确、更合理；0－255LUX可任意调，关灯照度默认为在开灯照度基础上再加10LUX；开灯照度设定后，也可以在光控基础上选择时控。 二：欠压保护功能： 蓄电池电压低于欠压保护值时，控制器关闭两路负载，停止供电，如果继续放电，易造成蓄电池因为过放而损坏，所以欠压保护值国家强制标准为10.8V，（欠压保护值为10.0V－14.7V 可选，建议设置为11.1V。此保护功能不可以关闭） 三：安全的雷电保护：（比较先进技术） 通过TVS防雷管进行防雷，保证相关组件的安全 四：负载的短路保护、负载过流保护、蓄电池极性反接保护：（一般厂家的产品都有此功能）摒弃以前单独用保险丝进行保护，现已改成通过软件快速感应率先保护，更好的保护了相关器件不被损毁，省略了故障时人工换保险丝的麻烦。 五：反向放电保护： 通过两路场管控制蓄电池对电池板反向放电，防止蓄电池容量损耗，保护更完善。 六：控制器对蓄电池的温度补偿： 蓄电池有负温度特性，在常温下（25℃），每增加1℃，12V蓄电池电压降低0.014-0.018V 左右，此款控制器将给予电压补偿，既保证蓄电池在恒压环境工作，延长其使用寿命；又保证其不会受夏日高温环境影响而导致使用时经常欠压断电。（蓄电池埋于地下的，可以定制外置温度传感线） 七：低压节能保护：

路灯照明智能控制管理系统(单灯控制)

城市路灯照明 智能控制管理系统建设方案 山东贝宁电子科技开发有限公司 2017年10月

目录 第1章建设背景 (3) 1.1 城市照明存在的问题 (3) 1.2 发展智慧照明的必要性 (4) 第2章建设意义和建设目标 (5) 2.1 建设意义 (5) 2.2 建设目标 (6) 第3章建设内容 (6) 第4章平台建设方案 (7) 4.1 照明智能控制管理系统 (7) 4.2 路灯集中控制器 (10) 4.2.1 遥控功能 (11) 4.2.2 遥测功能 (12) 4.2.3 遥信功能 (12) 4.2.4 遥调功能 (12) 4.2.5 查询统计分析功能 (12) 4.2.6 卫星自动校时功能(GPS) (12) 4.2.7 报警管理功能 (13) 4.2.8 系统安全管理 (13) 4.3 单灯节能管理系统 (13) 4.3.1 节能规划方案 (14) 4.3.2 单灯控制节能 (15) 4.3.3 单灯管理节能 (15) 4.4 多路电流检测系统 (18)

4.5 路灯线缆监测报警系统 (18) 4.5.1 自动报警 (19) 4.5.2 抗干扰 (20) 4.6 软件平台 (20) 4.6.1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端） (20) 4.6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端） (21) 4.7 节能分析及社会效益 (22)

第1章建设背景 1.1城市照明存在的问题 随着照明设施数量越来越多，如何有效地管理好城市照明设施是城市管理部门目前的最大课题。此外，大量的维护工作和维护成本及不宜及时发现的安全隐患，也给城市管理带来巨大的困难。在当前形势下，采用以往的过于粗放、被动、无监督和评价机制的传统管理模式已不能满足现代化城市照明管理的需要，创建一种全新的管理模式来推动城市的照明管理和亮化管理已成为迫在眉睫的首要工作。 一、监控管理方式落后且维护成本高 目前城市照明管理还是采用比较传统的时钟控制方式，特别是重大节日或阴雨天不能根据需要进行亮灯情况调整，不能对单灯进行控制，不能根据实际情况（例如：天气突变、重大事件、重要节日灯）及时校时和修改开关灯事件，无法实现按需照明；路灯运行情况无法实时、准确监控，出现灯具故障或路灯控制器损坏造成白天亮灯情况，无法及时反馈到监控中心；另外，缺乏路灯故障处理情况跟踪、分析机制，影响照明生产管理考核，从而影响到领导的管理决策判断；路灯的数量非常多，并且分布非常广，而现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区。 二、能源消耗大 随着城市的迅速发展，城市城区道路照明和亮体工程建设得到了迅速发展，路灯和景观灯数量日益增加。城市照明用电的电能消耗越发成为政府财政支出的沉重负担，不符合国家节能减排，低碳环保政策；目前无法实现按需照明，造成了30%-40%的电能浪费，同时造成了光污染，并且极大缩短了灯具的寿命。 三、照明设施损坏所带来的大面积停电等问题

路灯控制器论文

路灯控制器 摘要：本电路使用广泛，功能完善，成本低廉，而且设计电路简单，采用常用的电子元器件构成，使用非常方便，而且此电路具有延时时间可调的功能，照明装置采用低耗能高亮度LED,具有节能降耗的功能，并具有光控、声控的双重功能，可广泛用于多个场合。 关键词：声控电路；光控电路；延时电路；开关电路 1引言 在信息技术不断发展，人类文明不断进步的时代，越来越多的电子产品开始占们的日常工作和生活，在很多公共场所，只要短时间照明的场所，就需要安装一些电子器件，即能够自动控制开关，在有人的时候亮，人走之后，也能持续一段时间，路灯控制器是一种声光控制的器件，能实现这种功能，即在白天光线比较亮不需要照明的时候，即使有声音，灯也会不亮，而在天黑或光线比较暗的时候，能够使电路工作，自动控制灯打开，而且能够在声音消失后，延时照明一段时间，实现照明的目的。通过查阅大量书籍和资料，才在老师和同学的帮助下，设计出了一个简单的路灯控制器电路，其特性优越，用途广泛，功能健全， 使用方便。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 路灯控制器电路主要由声控电路，光控电路，开关控制电路及延时电路构成。工作时，光控电路和声控电路同时控制开并控制电路，而光控电路具有优先控制的功能，即先让光控电路来控制开关电路，即在光控电路工用的情况下，再有声音信号才能使用控制电路工作，使灯打开，且在声音消失后会延时照明一段时间，这部分电路由延时电路来实现，电源电路的作用是为负载电路提供照明电源同时向电路中的控制电路提供工作电源，交流电源经过桥式整流以后，再经过电容降压，为负载提供电源，同时经过稳压以 后，为控制电路提供工作电流。 该电路是利用光敏电阻对光敏感的特性和开关管的开关特性来实现，即白天或光线较亮的时候，控制灯不亮，而在晚上或光线较暗时控制灯亮，同时还要有一个延时电路，以达到延时照明的目的，声控和光控是共同进行控制的，因而还要有一个电路来控制，当有光亮的时候，此控制电路阻止，信号不再往下传输，即灯不会亮，而只有当光线足够暗且有声音的时候此控制电路才起作用，才往下一电路传输信号，灯才会亮。此电路既可以用三极管实现，也可以用4000糸列的数字集成实现，出于简单稳定的目的，这里选用数字集成电路来实现。本电路的主要任务是实现在白天光线比较亮的情况下，灯不亮，而在光线比较暗或天黑的时候，只要有声音（说话声、脚步声），灯就会亮，同时加上延时电路的延时作用，灯会延时亮一段时间，不致灯连续工作，造成能源浪费或元器械件的损坏。其控制电路可由TC4011BP数字集成电路来实现，延时电路由电阻，电容实现，光控电路由光敏电阻实现，开关电路由开关管实现。 2.2 总体设计方框图 路灯控制器电路的总体框图由声控、光控电路，声光控制电路，开关电路，延时电路，负载电路和电源电路等构成，工作时，先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号，当两个信号同时有效时，声光控制电路才往下传输信号，才向开并电路送去信号，使开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供。总体框图如下所示，工作流程如箭头所 示：

太阳能路灯控制器使用说明书

。 太阳能智能充电控制器 使用说明书 一、主要特点 1.使用微处理器和专用控制算法，实现了智能控制。 2.两种负载工作模式：纯光控、常开模式，负载亮灭时间可调。 3.具有放电率修正控制，不同放电率具有不同的终止电压，符合蓄电池固有特性。 4.科学的蓄电池管理方式，当出现过放时，对蓄电池进行提升电压充电，进行一次补偿维 护，正常使用时，使用直充充电和浮充结合的充电方式，增强了蓄电池的使用寿命；同时具有高精度温度补偿，使充电控制更加精确。 5.参数设置具有掉电保存功能，即系统模式和控制参数等重要数据均保存在芯片内部，掉 电后不丢失，使调节更加方便，系统工作更可靠。 6.充电回路采用双MOS串联式控制回路，使回路电压损失较使用二极管的电路降低近一半， 充电采用PWM模糊控制，使充电效率大幅提高，用电时间大大增加。 7.LED直观显示太阳能电池、蓄电池和负载的状态，数码管显示调节参数，让用户实时了 解系统运行状况，并且具有丰富的参数设置，用户可以根据不同使用环境设置相应的工作模式。 8.具有过充、过放、过载保护以及独特电子短路保护与防反接保护，所有保护均不损害任 何部件，不烧保险；具有TVS防雷保护，无跳线设计，可提高系统的可靠性、耐用性。 9.所有控制全部采用工业级芯片和精密元器件，能在寒冷、高温、潮湿环境正常运行。同 时使用晶振定时控制，使定时控制更加精确。 10.使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用方便直观。 二、系统说明： 本控制器专为太阳能直流供电系统、太阳能直流路灯系统、小型太阳能电站系统设计，使用专用电脑芯片实现了智能化控制，所有芯片均采用工业级别，可以在恶劣的环境下使用。对于具有12V/24V自动识别功能的型号，当控制器初次上电时，系统会进行电压识别，当数

基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真

信息工程学院 课程设计报告书题目: 基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真 课程：电子线路课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年 01月 06日

信息工程学院课程设计任务书

信息工程学院课程设计成绩评定表

摘要 现在，在公共场所和公共楼道中，灯光长时间量着的现象是十分的普遍，这给社会造成了极大的能源浪费。另一方面，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。声光控路灯则无这种问题。针对目前社会上很多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控路灯控制系统。 本系统利用自制直流稳压电源供电，根据光敏电阻的阻值变化判断光线强弱，用咪头测声音信号，LM324 对信号进行放大和构成比较电路。由74LS08D 的与门，实现对信号的筛选，从而对开关部分发出开启或关闭的信号。继电器控制驱动灯泡，由RC 充放电路进行延时。通过对外界信号的选择，声光控路灯实现自动控制灯亮。仅当光线较暗并且有声响时，路灯才会自动点亮，并延时20 秒左右熄灭。此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声音和无光情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。 声光控路灯控制器可以自动实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡的使用寿命。可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。词控制器经济实用，即使一般的脚步声也能使灯泡发光照明。 关键字：声光控制；LM324；继电器；延时

智能路灯控制系统 单灯产品说明

单灯控制器 一、产品介绍 单灯控制器与 LED 驱动器直接相连，通过电力线PLC接收和处理集中器发送的控制命令，并可以将控制结果或当前状态反馈给集中器，实现对路灯的监测、控制。每一个灯控制器都有一个固定的物理地址（UID）和系统分配的逻辑地址，可以与地理信息系统（GIS）相匹配。 二、功能特点 1、主要功能有：定时开关、亮度调节、电流电压测量、功率因数计算和故障报警等。 2、采用专用的电力计量技术，可测量电压、电流、功率、电量等电参数及用电数量（精度达1％） 3、可控制输出5A220V交流电压为给各种路灯提供电源。开关次数达50000次。 4、输入端能长时间承受400V交流电压，避免因接线错误损坏单灯控制器。 5、可输出0～10V或PWM电压对LED路灯以及有该调光接口的灯具进行调光。 6、PLC采用先进的 OFDM 和直序扩频调制方式，自动根据电力线环境选择最佳通讯信道（共 12个），轻松避开 LED 驱动电源在不同负载下的干扰。 三、技术参数 序号项目说明 1 供电电源单相供电 2 供电电压220V±30% 3 频率50Hz±10% 4 功耗静态功耗≤1W 动态功耗≤1.5W 5 上行通道PLC（OFDM） 6 控制接口0~10V PWM 7 最大负载5A 8 继电器工作寿命5万次 9 工作温度-40~85℃ 10 工作湿度10% ~ 100% 11 EMC（电磁兼容）静电放电8kV 高频电磁场10V/m 电快速瞬变脉冲群4kV 浪涌4kV 工频耐压4kV

四、外型及安装尺寸 单灯外型图 单灯安装尺寸图

五、安装说明 物理接线示意图单灯接线图 将市电220V连接灯控制器的AC的输入接口，将灯控制器的AC输出线连接驱动器的AC输入接口（AC 电源连接时L、N线的对应）；将灯控制器的0-10V输出线接驱动器的0-10V DIM（调光）接口（DIM调光口连接时DIM+、DIM-线的连接）；将驱动器的电源输出线连接LED灯的电源输入（驱动器电源输出口与LED 路灯正负极的对应）。

太阳能路灯控制器设计课程设计

太阳能路灯控制器设计课程设计

太阳能路灯控制器设计 摘要 为了提高太阳能光伏控制器的性价比，设计了运用单片机的太阳能光伏控制器。本控制器具有效率高、可靠性高、运行稳定、性价比高、适宜批量生产的特点。控制器实现了基于单片机PIC16F711的工作状态控制和蓄电池能量管理，满足了太阳能光伏控制器在不同工作状态下的稳定运行与准确切换的要求。蓄电池充放电精确控制也在此控制器中得到实现。实验结果表明，应用此控制器的太阳能光伏系统效率高、运行稳定，蓄电池寿命也可延长。 关键词：太阳能，单片机，充放电电路，锂蓄电池

1 绪论 1.1 课题背景 能源是经济、社会发展和提高人民生活水平的重要物质基础，能源问题是一个国家至关重要的问题。随着科学技术和全球经济地飞速发展，对能源的需求也在日趋增长。自20世纪70年代的世界石油危机以来，人们才真正意识到，化石燃料的储量是有限的，能源危机迫在眉睫。从全球来看，已探明的可支配的传统能源储量在不久的将来即将耗尽，能源问题的突出，不仪表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用对牛态环境的污染破坏：大气中的颗粒物和二氧化硫浓度增高，局部地区形成酸雨。而每年排放的大量二氧化碳带来的温室效应，使全球气候变暖，自然灾害频繁。常规能源在给人类社会带来飞速发展的同时，也在很大程度上使人类社会面临着前所未有的困难和挑战。这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源，实现可持续发展。 光伏发电具有取之不尽且无污染等优点，日前在我国，光伏发电主要应用在如下领域：西部偏远地区电力供应、通讯及交通设施、气象台站、航标灯和照明路灯。光伏发电的照明路灯应月J具有节能性、经济性和实川性等优点，在众多应用领域中具有最广泛的发展前景。本课题为研制一套独立光伏电源控制器，廊州于LED路灯照明系统。通常独立照明系统由太阳能电池、蓄电池、充放电控制器和负载LED组成。由于系统的稳定性严格受到蓄电池和LED寿命的影响，本课题研制的充放电控制器通过实时监测系统允放电回路的相关信息，确定相应的允放电策略，实现了稳定太阳能电池输出、优化蓄电池充电方法和保护蓄电池及负载的目的，最终提高了太阳能电池的利用率和整个照明系统的可靠性。 1.2 设计指标 本设计的设计要求指标如下: 1、锂蓄电池电压的检测 2、锂蓄电池电流的检测 3、充放电控制电路的检测

智能路灯节能控制器的设计与实现

智能路灯节能控制器的设计与实现 豆豆网技术应用频道2009年07月03日【字号：小中大】收藏本文 关键字：雷达系统LabVIEW智能远程控制系统声音控制计数器地震烈度计运动控制器 0 引言 随着我国经济高速发展，人民生活水平日益提高，能源和资源变得日益紧张，电力短缺已成为制约国民经济发展的突出矛盾。目前我国照明消耗的电能约占电力生产总量的10％～20％，而城市公共照明则在照明耗电中占30％，并且近几年随着让城市亮起来的口号的提出，全国路灯的数量仍在迅猛地增长。公共路灯节能的口号便由此而提出。通常的节能途径有两个：一个是采用节能光源；二是采用合理的控制线路。本文在使用节能光源的情况下采用合理的控制线路来实现路灯节能。在供电系统中，为避免送电过程中的线路损耗和用电高峰时造成末端电压过低，供电部门均采用较高电压进行传输。因此路灯承受电压多高于灯具的额定电压。然而据调查我国小型城市晚上21：00后，大中城市00：00以后道路上几乎空无一人。从而造成了“人少车稀灯更亮”的不合理情况。为了避免这种情况，大多数城市和地区均采用了发达国家早已淘汰了的隔盏关灯的原始路灯控制方法。这种方法不仅导致路面照度分布不均，而且会减少路灯使用寿命。本文采用“全年分三季，一季分时段”的分时控制思想实现节能的目的。在不同的时段投入不同的供电电压运行，在保证路灯正常照明的前提下，兼顾到了用电低谷期节能的效果。同时利用电力载波技术实现对路灯运行状况的实时监控。 1 系统硬件电路的设计 1．1 智能路灯控制系统 该智能路灯节能系统主要由电量检测电路、实时时钟、自耦变压器电路、显示电路及载波通信等电路组成。将一年大致分为三个季节段来对路灯进行控制，使其在不同的季节有不同的开关灯时间。而从开灯到关灯根据当地交通又可大致分为三个阶段(高峰、正常、低谷)来对路灯进行控制。从实时时钟芯片中将当前的路灯工作状况进行相应的归类，由单片机输出控制接触器的线圈的断合，而其触点的输出分别控制自耦变压器的三个触

路灯控制器课程设计

电子技术课程设计 课程设计任务书 20 16 - 20 17学年第一学期第18周—19周 题目《路灯控制器》 内容及要求 ①设计一个路灯控制自动照明的电路 ②当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又能自 动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户进行调节。 ③设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。 ④设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。 进度安排 1、查资料，确定方案（三 天） 2、方案设计（天） 3、仿真调试 （二 天） 4、硬件实现与调试 （三 天） 5 、 撰写课程设计报告并答辩（天）学生姓名:

目录 前言 (3) 一选题背景 (4) 1．1 设计要求 (4) 1．2 指导思想 (4) 二方案论证 (5) 2．1 方案说明 (5) 2．2 方案原理 (5) 三电路的设计与分析 (6) 3 . 1 电路原理框图. (6) 3．2单元电路的设计与分析. (6) 四. 电路的调试与分析 (13) 4．1调试使用的仪器. (13) 4．2 电路的调试 (13) 五．总结 (15) 5．1 设计体会 (15) 5．2 改进提高 (15) 六. 附录及参考文献 (16) 6.1 附录1 元器件清单. (16) 6.2 附录2 电路的原理图. (16)

6.3 附录3 实物图 (17) 6.4 参考文献 (18) 、八、- 前言 在现代城市中，效率意识日益突出，人们希望不需要人力资源的浪费，希望使效率合理使用最大化。因此，自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。

太阳能路灯控制器产品

金士顿 小款四时段恒流一体机 双路分时段太阳能路 灯… 单路三时段自带恒流 控… 单路分时段太阳能路 灯… HCTS-L四时段控制恒 流…

威尔士 1 维尔仕太阳能MPPT调光路灯控制器WS-AL MPPT15 15A 来自: 太阳能控制器 品牌：维尔仕尺寸：134*100*31mm 品名：太阳能路灯控制器重量：260g 型号： WS-AL MPPT15 规格： 50台/箱维尔仕太阳能MPPT调光路灯控制器WS-AL MPPT15 15A WS-AL MPPT15 15A维尔仕太阳能路灯控制器(维尔仕智能型MPPT太阳能调光路灯控制器，光伏控制器)采用微电脑（CPU）控制技术，白天调节太阳能发电板的工作电压，使太阳能板全天时、全天候始终工作在V-A特性曲线的最大功率点。同普通太阳能路灯控制器相比，可以将光伏组件工作效率提高30%。当天黑时自动开启照明灯，给定照明灯弱光半小时后自动转为强光，到设定时间或天亮时转为晨光。其中强光时间可以随意设定：强光有10个小时可以设置成满功率光+半功率光，例如：把强光10个小时之中设置满功率光为6小时（灯泡满功率亮），之后4小时光线为半功率光（灯泡半亮），最后变为晨光直到天亮时控制器自动停止向负载供电（灯泡熄灭）。 WS-AL MPPT15 15A维尔仕太阳能路灯控制器还负责蓄电池的充、放电管理：当蓄电池电压低时，自动关闭照明灯，以保护蓄电池；当蓄电池充满时，自动进入PWM浮充状态；当天黑时，关闭充电回路，避免蓄电池通过太阳能板放电。从而大幅延长蓄电池的使用寿命。此外，本控制器还增加了全面的保护功能，使整个太阳能光伏系统高效，安全的运作。 WS-AL MPPT15 15A 维尔仕太阳能路灯控制器不同于其它的控制器，选用最先进的功率器件，简洁明了的LED显示，设备运行状况一目了然且适应寒冷，高温，潮湿等恶劣自然环境。性能优异、质量可靠，是专用于各种太阳能路灯或户用太阳能电源系统多功能、多用途的太阳能控制器。 功能特点： 1．MPPT最大功率功能 2．可以设定光线强度，节省能源消耗，真正达到节能效果 3．防止蓄电池过度充电、过度放电。 4．防止反充功能（蓄电池向太阳能板充电）。 5．防止蓄电池与太阳能电池反接功能。 6．根据光线强弱，傍晚自动开启照明灯。 7．可设定20级定时模式或10种分段模式 8. 12V、24V自动识别。

HHQ16智能路灯控制器使用说明书

一、用途 HHQ16智能路灯控制器（以下简称控制器）采用专用电脑芯片，根据当地的经纬度，按照季节变化自动调整开灯、关灯时间。 控制器具有A 、B 二路输出，每一路均可设置为“全夜灯”(傍晚开灯到清晨开灯)、“半夜灯”(傍晚开灯到后半夜关灯)、“2开2关”(半夜灯加上凌晨再次开关)3种方式。出厂时A 路设置为全夜灯，B 路设置为半夜灯方式。为节约功率消耗，控制器在运行时除秒信号闪烁指示正常运行和A 、B 两路的控制状态指示之外，不显示其它内容。按任意键或刚接通电源时，显示当前时钟，1分钟之后关闭显示。 二、主要技术数据 1. 工作参数：AC220V ，允许电压波动范围（85%～110%）Ue ； 2. 整机功耗：在开灯状态下≤2W ，其余状态≤1W 。 3. 输出控制：二路输出，每一路输出的最大电流10A AC220V ； 4. 计时精度：误差≤±0.5秒/天（室温23℃±3℃） 5. 内置电源：高能锂电池，停电数据记忆10年； 6. 贮存温度：-40℃～+80℃； 工作温度：-15℃～+60℃；湿度：＜90%； 7. 适用范围：东经：80.0°～135.9° 北纬:10.0°～56.0° 8. 安装方式:壁挂式和装置式； 三、接线图 四、外形及安装尺寸(mm) 五、使用说明 1 根据全国主要城市经纬度表，输入使用处最近城市的经纬度和所需开灯、关灯时间，输入方法见序3。 2 查询参数 按“查询”键可以查看当天和任意一天实际开灯、关灯时间及现在的年月日。每按一次“查询”键，改变一次显示内容，显示的顺序如下： →年月日→开灯时间（ON ）→关灯时间（OF ） 当显示停留在“年月日”状态时有两种查询方式：a)按“▲/月”、“ (火线)L 路输出路输出 (零线)N

路灯控制器课程设计

一、课程设计目的、任务和内容要求： 在现代城市中，效率意识日益突出，人们希望不需要人力资源的浪费，希望使效率合理使用最大化。因此，自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。 本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。 具体设计任务如下： 1．熟悉路灯控制器工作原理； 2．写出路灯控制器的设计方案； 3．用硬件加以实现； 4．写课程设计报告。 设计要求： 设计一个路灯控制器控制电路。要求： 基本要求： 1.当处于暗环境下（晚上）能够自动开灯（发光二极管亮）。 2.当处于亮环境下（白天）能够自动关灯（发光二极管灭）； 3.能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）； 4.能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。 发挥部分：用白炽灯代替发光二极管；其它。

二、进度安排： 第1~2天：查找资料，熟悉电子密码锁的设计原理，给出设计总体方案； 第2~4天：各模块的详细设计； 第4~9天：硬件连线，调试； 第9~12天：写课程设计报告。 三、主要参考文献： [1]谢自美. 电子线路设计-实验-测试[M] .武汉:华中科技大学出版社, 2000 [2]童诗白华成英．模拟电子技术基础[M]．高等教育出版社，2006年5月第四版． [3]阎石．数字电子技术基础[M]. 高等教育出版社,,2006年5月第五版． [4]郭天祥新概念51单片机C语言教程[M] 电子工业出版社2009年9月 [5]黄彤．通用控制器的应用[J]．无线电，2010年2月，2期． [6]梁延贵.现代集成电路实用手册[M]科学技术文献出版社2002年 [7]范红刚魏学海任思璟51单片机自学笔记[M]北京航空航天大学出版社2010年1月 指导教师签字： 年月日

太阳能路灯控制器使用书

七、常见问题及处理方法： 太阳能智能充电控制器 使用说明书 一、主要特点 1.使用微处理器和专用控制算法，实现了智能控制。 2.两种负载工作模式：纯光控、常开模式，负载亮灭时间可调。 3.具有放电率修正控制，不同放电率具有不同的终止电压，符合蓄电池固有特性。 4.科学的蓄电池管理方式，当出现过放时，对蓄电池进行提升电压充电，进行一次补偿维 护，正常使用时，使用直充充电和浮充结合的充电方式，增强了蓄电池的使用寿命；同 时具有高精度温度补偿，使充电控制更加精确。 5.参数设置具有掉电保存功能，即系统模式和控制参数等重要数据均保存在芯片内部，掉 电后不丢失，使调节更加方便，系统工作更可靠。 6.充电回路采用双MOS串联式控制回路，使回路电压损失较使用二极管的电路降低近一半， 充电采用PWM模糊控制，使充电效率大幅提高，用电时间大大增加。 7.LED直观显示太阳能电池、蓄电池和负载的状态，数码管显示调节参数，让用户实时了 解系统运行状况，并且具有丰富的参数设置，用户可以根据不同使用环境设置相应的工 作模式。 8.具有过充、过放、过载保护以及独特电子短路保护与防反接保护，所有保护均不损害任 何部件，不烧保险；具有TVS防雷保护，无跳线设计，可提高系统的可靠性、耐用性。 9.所有控制全部采用工业级芯片和精密元器件，能在寒冷、高温、潮湿环境正常运行。同 时使用晶振定时控制，使定时控制更加精确。 10.使用了数字LED显示及设置，一键式操作即可完成所有设置，使用方便直观。 二、系统说明： 本控制器专为太阳能直流供电系统、太阳能直流路灯系统、小型太阳能电站系统设计，使用专用电脑芯片实现了智能化控制，所有芯片均采用工业级别，可以在恶劣的环境下使用。 对于具有12V/24V自动识别功能的型号，当控制器初次上电时，系统会进行电压识别，当数 码管显示“0”时，表示12V系统，若显示“1”则表示24V系统。同时系统具有短路、过载、 和独特的防反接保护，充满、过放自动关断、恢复等全功能保护措施，详细的充电指示、蓄 1 / 3

太阳能路灯控制器设计报告

太阳能路灯控制器设计报告 专业名称：电子信息工程 学生姓名：李伟 班级学号： 27378382737 指导教师： 实习日期：

太阳能路灯控制器设计 摘要：近年来，随着按照全面协调可持续的科学发展观的要求，把节约资源作为基本国策，发展循环经济，保护生态 环境，加快建设资源节约型、环境友好型社会，促进经济发展与人口、资源、环境相协调。这表明，发展循环经济，实 现节约发展、清洁发展、安全发展，从而实现可持续发展，然而对太阳能的利用就愈发的重要，本文综合介绍了太阳能 路灯控制器的构造及其原理，并提出自己的一些看法，一边为相关研发人员提供参考。 关键词：太阳能路灯控制器，太阳能，原理 一、太阳能路灯控制器的基本介绍 太阳能控制器应用于太阳能光伏系统中，它全称太阳能充放电控制器，协调太阳能电池板、蓄电池、负载的工作，是光伏系统中非常重要的组件。使整个太阳能光伏系统高效，安全的运作。 太阳能路灯控制器主要用于家庭、商业区、工厂、交通、牧区、通信以等太阳能供电系统。作为太阳能路灯控制器应该具备以下基本功能: 过载保护、短路保护、反向放电保护、极性反接保护、雷电保护、欠压保护、过充保护、负载开机恢复设置。 二、太阳能路灯控制器工作原理 新一代多功能太阳能路灯控制器。其电子线路配备了性能优良的单片机微处理芯片，具有高效率充电、五个LED 全功能显示、可编程的路灯控制模式等功能。 1、控制器具有如下功能： 带有自动温度补偿的三阶段的充电方式（强充电-均衡充电-浮充电），由脉宽调制（PWM）控制充电方式，可应用于给全密封或不密封的铅酸蓄电池充电。用户可以自己选择，由蓄电池容量（SOC）还是蓄电池电压来控制深度放电保护功能。五个LED可清晰地显示蓄电池的不同工作及充放电状态。 2主要技术参数： 根据太阳能电池组的开路电压自动识别白天和夜晚内置温度补偿蓄电池容量（SOC）或者蓄电池电压来控制深度放电保护功能极性反接保护两种夜间照明模式，其中一种为只有光控无定时模式。另一种是可编程的控制模式。当黄昏来临，在一定延时后，负载端自动打开。用户可自定义夜间负载打开的时长，设定时长以1小时为单位，在定时模式下最长可达12小时。五个LED全面显示蓄电池的不同充放电状态通过路灯控制器的可编程模式可分13段步进0.5V选择控制器天黑程度的控制点电压和天亮程度的控制点电压。充电采用串联调节PWM脉冲宽度方式进行控制。 3、设计原理 太阳能路灯是以太阳的光为主要能源,白天可以自主充电、晚上使用。无需铺设任何复杂、昂贵的电路管线等,同时还可以任意调整灯具的布局,安全高效节能并且无其它污染,充电和使用开关的过程采用光控自动控制,无需人工操作,工作稳定可靠,节省电费和电力资源,免维护,太阳能路灯的实用性已充分得到了人们的认可，本文介绍的是基于单片机的太阳能路灯控制器的设计,对12V和24V蓄电池可以实现自动识别,能实现对蓄电池的科学管理,能指示蓄电池过压、欠压等运行状态,而且具有两路负载输出,每路负载额定电流可以达到5A,两路负载可以随意设置为同时点亮、分时点亮,单独定时等多种工作模式,同时对负载的过流、短路具有保护等功能;且有较高的自动化和智能化程度。 硬件电路组成及工作原理是由统硬件结构框图太阳能路灯智能控制器以STC12C5410AD单片机为核心的。其中外围电路主要由电压采集电路、主要负责输出控制与检测电路、LED显示电路及键盘电路等几部分组成的,电压采集电路包括:太阳能电池板和蓄电池电压采集,用于太阳光线强弱的识别以及蓄电池电压的获取。单片机的P3口的两位作为键盘输入口,用于工作模式等参数的设置。

基于单片机的智能路灯控制系统的设计

基于单片机的智能路灯控制系统的设计 摘要：随着社会进步，需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计。本系统采用MSC-51系列单片机AT89C51和相关的光电检测设备设计路灯控制器， 关键词：路灯；单片机技术；控制 如今，路灯已经是城市道路景观的一个重要部分，已经成为城市照明系统中不可缺少和不可分割的一部分，成为了市民出行和城市美化、亮化的一个基本要求。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道的照明，而且发展成了了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性要求不断提高。 随着社会经济的不断发展，能源短缺已经日益制约着经济发展的严重障碍，其中电力短缺已成为制约国民经济的突出矛盾。我国目前的市场上有多种路灯节能控制产品，能达到一定的节能效果，但就功能和效果上还不能尽如人意，主要有以下几种情况：第一种，采用自耦变压器及磁饱和电抗器的降压技术。其不足是由于反应速度较慢，用电高峰时电压降到非稳定区容易造成灯光闪灭，不能自动调节，同时如果电压突然升高，则会对灯具造成损坏，相对来说稳压效果较差；第二种是采用电子器件构成的可控硅式设备。该设备主要采取简单的相控技术，不足之处是元器件较容易发热损坏。而为了更好的达到控制的目的，现在国内外都开始采用智能控制方式，如光控、声控、时控等，国外甚至开始采用太阳能供能光控方式来控制路灯，基本可以达到完全自给

自足的效果。而本文中研究的就是光控路灯的控制器设计。 1.设计题目 智能路灯亮灭控制系统设计 2.设计内容 设计一套路灯亮灭控制系统,以MCS-51系列单片机为核心完成测控任务,当日照亮度超过阈值,控制灯灭;反之,则控制灯亮。并且要求阈值可调。 3.方案总体设计与论证 本次课程设计课题是《智能路灯亮灭控制系统设计》。此课题要求以路灯控制器为对象，完成硬件系统和软件程序的设计，实现以光线强弱方式来控制路灯的亮灭功能，属于软硬件相结合的题目。其中硬件电路部分主要包括以下几个部分：单片机最小系统、路灯控制电路部分、光电检测电路部分；软件部分主要包括二个电子软件Altium designer、 Keil-C51软件和路灯控制、光电检测两个程序模块。工作原理如下图所示： 工作原理图 硬件电路设计由6个部分组成：信号采集放大电路，A/D