太阳能路灯的运用具有重要的现实意义,尤其是靠小规模火力发电或时节性水力发电的区域,更应大力开展太阳能电力。太阳能路灯以其先进、安稳、智能、老练的操控技能及明显的节能特性、简洁的维护方法等特色得到推行。跟着太阳能照明灯具产品的遍及,许多运用项目存在质量和售后服务问题。因而,需及时剖析原因、标准商场,使太阳能路灯商场健康有序地开展。太阳能是地球上最为直接、遍及、清洁的动力,其作为一种可再生动力,每天抵达地球表面的辐射能约2.5亿万桶石油。
1 硬件电路规划
挑选DS1302计时器、AT24C02存储器、4位数码显现器、过充过放电路、STC12C2051单片机等组成智能操控体系。依据各部分电路的功用不同,全体电路可分为以下几个部分:太阳能电池板组件、过充过放电路、STC12C2051单片机、蓄电池、时控光控电路、照明负载和时刻显现电路。
1.1 电源电路规划
电源电路如图1所示。体系由太阳能电池板供电,24 V蓄电池电压经过7805稳压后发生5 V电压,作为操控器的主电源。电容C2作为高频旁路电容,将高频信号旁路到地。相同电容C1为滤波电容。
1.2 计划挑选
DS1302是美国Dallas公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路,其可对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时,具有闰年补偿功用,作业电压为2.5~5.5V选用三线接口与CPU进行同步通讯,并可选用突发方法一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性寄存数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的晋级产品,与DS1202兼容,但增加了主电源/后背电源双电源引脚,一起供给了对后背电源进行涓细电流充电的才能。
在规划中一般运用的计时功用电路有软件计时,守时器守时,但其缺陷是计时有差错,需隔一段时刻校对一次;另一种是硬件计时,现在盛行的串行时钟电路有DS1302、DS1 307、PCF8485等,这些电路的接口简略、价格低廉、运用方便,被广泛地选用。在规划中选用硬件守时,时钟芯片DS1302。DS1302是Dallas公司的一种具有涓细电流充电才能的电路,首要特色是选用串行数据传输,可为掉电维护电源供给可编程的充电功用,并且能够封闭充电功用。
RST输入有两种功用:首要,RST接通操控逻辑,答应地址/指令序列送入移位寄存器。其次,RST供给停止单字节或多字节数据的传送手法。当RST为高电平时,一切数据传送被初始化,答应对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平,则会停止此次数据传送,I/O引脚变为高阻态。
选用时钟控器型的路灯操控器,要预先设定开关时刻,使路灯按时亮灯、按时熄灯,然后抵达主动操控的意图。长处是守时开关预先设定的开关时刻不受外界搅扰,除自身毛病外不会发生误动作。缺陷是不能依据时节改变和特别的天气情况主动改换开关时刻,需人工调整开关时刻,费时吃力,不利于节能。守时开关又分为机械钟表型和电子钟表型,机械钟表型以石英钟为主,走时精准,可是因为机芯内运用塑料齿轮在高温下会变形,然后导致停机现象。
电子钟表型守时开关运用的也较多,常用LR6818、LM8650、LM8561等集成块为中心的电子钟电路。图2为与单片机的衔接图,其间VCC1为主电源,VCC2为后备电源。在一般情况下,SCL、I/O、RST与单片机衔接完结1302的读写操控。
存储器AT2402的1,2,3脚为空脚,4脚为接地端,5脚为数据端,6脚为时钟端,7脚为写维护端口,8脚为电源。
AT24C02在规划中的作用是掉电存储器,是为避免电源忽然断开时,用户信息不会丢掉,存储当时设定的信息。AT24C02是Atmel公司的2 kB的电可擦除存储芯片,因为AT24C 02的数据线和地址线是复用的,选用串口的方法传送数据,所以只用两根线SCL(移位脉冲)和SDA(数据/地址)与单片机传送数据。电压最低可达2.5 V,额定电流为1 mA,静态电流10 μA(5.5 V),芯片内的材料可在断电的情况下保存适当长的时刻,并且选用8脚的DIP封装,运用方便。其与单片机的衔接如图3所示。
太阳能路灯与一般路灯操控电路功用根本相同,均是为了完结晚上亮灯,早晨熄灯以及对蓄电池的充电办理。国内外常用的操控器有独自的光操控型、时钟控器型、经纬型操控器型等,但因为其作业原理不同,各有优缺陷。
2 软件规划
体系的软件规划首要包含程序初始化、时刻设定子程序、1302的读写程序、24C02的读写程序、时刻比较子程序、按键子程序、显现改写子程序等一起组成。程序开端要进行初始化,调用24C02内部存储的开关路灯时刻点,程序每隔一段时刻调一次1302中的时刻。经过程序将设定的时刻同体系当时时刻进行比较,设定的比较距离为1 s/次,当时刻相一起,则经过程序输出操控信号,如图4所示。
动力电路部分中的器材参数能够经过核算得出,驱动电路是一种老练的电路,现已得到广泛运用,单片机的算法程序已在开发板上运转成功。其间器材参数也可确认单片机的算法程序在开发板上运转,抵达预期的意图,因而该计划是可行的。图5为该体系显现部分仿真电路图,图6是过冲过放电路图。该体系理论值是12 V,实践测量值为9.4 V,存在必定的差错。
3 结束语
针对现在商场上太阳能路灯的遍及不足之处,本文提出了一种依据单片机智能操控的太阳能路灯规划计划。本计划不只能够完结智能操控,且可使路灯体系运转在节能状况,进步动力的利用率。