設(shè)計(jì)原理

太陽(yáng)能路燈是以太陽(yáng)的光為主要能源,白天可以自主充電、晚上使用。無(wú)需鋪設(shè)任何復(fù)雜、昂貴的電路管線等,同時(shí)還可以任意調(diào)整燈具的布局,安全高效節(jié)能并且無(wú)其它污染,充電和使用開(kāi)關(guān)的過(guò)程采用光控自動(dòng)控制,無(wú)需人工操作,工作穩(wěn)定可靠,節(jié)省電費(fèi)和電力資源,免維護(hù),太陽(yáng)能路燈的實(shí)用性已充分得到了人們的認(rèn)可，本文介紹的是基于單片機(jī)的太陽(yáng)能路燈控制器的設(shè)計(jì),對(duì)12V和24V蓄電池可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別,能實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的科學(xué)管理,能指示蓄電池過(guò)壓、欠壓等運(yùn)行狀態(tài),而且具有兩路負(fù)載輸出,每路負(fù)載額定電流可以達(dá)到5A,兩路負(fù)載可以隨意設(shè)置為同時(shí)點(diǎn)亮、分時(shí)點(diǎn)亮,單獨(dú)定時(shí)等多種工作模式,同時(shí)對(duì)負(fù)載的過(guò)流、短路具有保護(hù)等功能;且有較高的自動(dòng)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(yáng)能路燈智能控制器以STC12C5410AD單片機(jī)為核心的。其中外圍電路主要由電壓采集電路、主要負(fù)責(zé)輸出控制與檢測(cè)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(yáng)能電池板http://m.qiyezhuanli.cn和蓄電池電壓采集,用于太陽(yáng)光線強(qiáng)弱的識(shí)別以及蓄電池電壓的獲取。單片機(jī)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(fù)載輸出控制與檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。STC12C5410AD單片機(jī)STC12C5410AD是STC12系列的單片機(jī),采用RISC型CPU內(nèi)核,兼容普通8051指令集,而且還有新的特點(diǎn):片內(nèi)含有Flash程序存儲(chǔ)器10k,Data Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器2k,RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器512字節(jié),同時(shí)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(jí)中斷源4種優(yōu)先級(jí),具有系統(tǒng)可編程(ISP)和應(yīng)用可編程(IAP)等特點(diǎn),片內(nèi)資源豐富、集成度高、使用方便。STC12C5410AD對(duì)系統(tǒng)的工作進(jìn)行實(shí)施調(diào)度,實(shí)現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)的設(shè)置、對(duì)蓄電池及負(fù)載進(jìn)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(chǔ)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(shí)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(shí)現(xiàn)不同功能。電壓采集與電池管理太陽(yáng)能電池板電壓采集,用于太陽(yáng)光線強(qiáng)弱的判斷,因而可以作為白天、黃昏的識(shí)別信號(hào)。同時(shí)本系統(tǒng)支持太陽(yáng)能板反接、反充保護(hù)。

蓄電池電壓采集,用于蓄電池工作電壓的識(shí)別。利用微控制器的PWM功能,對(duì)蓄電池進(jìn)行充電管理。蓄電池開(kāi)路保護(hù):萬(wàn)一蓄電池開(kāi)路,若在太陽(yáng)能電池正常充電時(shí),控制器將關(guān)斷負(fù)載,以保證負(fù)載不被損傷,若在夜間或太陽(yáng)能電池不充電時(shí),控制器由于自身得不到電力,不會(huì)有任何動(dòng)作。

過(guò)充保護(hù):充電電壓高于保護(hù)電壓(15V)時(shí),自動(dòng)關(guān)斷對(duì)蓄電池的充電;此后當(dāng)電壓掉至維護(hù)電壓(13.2V)時(shí),蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài),當(dāng)?shù)陀诰S護(hù)電壓(13.2V)后浮充關(guān)閉,進(jìn)入均充狀態(tài)。當(dāng)蓄電池電壓低于保護(hù)電壓(11V)時(shí),控制器自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載開(kāi)關(guān)以保護(hù)蓄電池不受損壞。通過(guò)PWM充電電路(智能三階段充電),可使太陽(yáng)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(guò)充、過(guò)放。

負(fù)載輸出控制與檢測(cè)電路本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩路負(fù)載輸出,每路的輸出均有獨(dú)立的控制和檢測(cè),具有完善的過(guò)流、短路保護(hù)措施。

連接方法

一般的太陽(yáng)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(yáng)能電池板線。