太陽(yáng)能路燈生產(chǎn)控制器是太陽(yáng)能路燈系統中最為重要的部件,其功能設計的好壞決定了一個(gè)太陽(yáng)能路燈系統運行情況的優(yōu)劣。路燈控制器需要實(shí)現的功能有:根據太陽(yáng)亮度,白天斷開(kāi)LED路燈而給蓄電池充電,晚上通過(guò)蓄電池給路燈供電,并能分時(shí)段進(jìn)行功率調整,在蓄電池電量不足時(shí), 自動(dòng)切換到市電供電系統;防止蓄電池過(guò)充和過(guò)放,具有短路保護和反接保護功能等。
根據需要實(shí)現的控制功能,本文選擇STM8單片機對LED太陽(yáng)能路燈生產(chǎn)系統進(jìn)行控制。單片機主要完成的功能包括檢測蓄電池兩端電壓并根據不同狀態(tài)采用不同的充電模式;判斷白天黑夜并以此來(lái)切換蓄電池充電和放電模式以及切換到市電供電系統。路燈控制器中包括的電路模塊比較多, 如電源模塊、復位模塊、時(shí)鐘模塊等等,而對整個(gè)控制器至整個(gè)太陽(yáng)能路燈系統比較重要的是電壓檢測模塊及蓄電池充放電模塊及切換模塊。
1、蓄電池充電控制電路
由控制器的實(shí)現功能知, 白天太陽(yáng)能電池給蓄電池充電,晚上或陰天用于LED路燈照明,實(shí)現綠色環(huán)保節能的目的, 所以蓄電池充電控制電路在太陽(yáng)能路燈生產(chǎn)控制系統中具有重要的作用。本文采用斬波式PWM充電原理,單片機首先檢測蓄電池的兩端電壓,并與軟件中設定電壓相比較,進(jìn)而選擇不同的充電方式,其中中J1、J3分別為蓄電池和太陽(yáng)能電池的正極,單片機的口通過(guò)R20、R21及R18、R19分別對太陽(yáng)能電池電壓和蓄電池電壓進(jìn)行采樣,經(jīng)過(guò)AD轉換判斷,在滿(mǎn)足充電或停止充電條件下,單片機P0.3口給出充電控制信號,使三極管S 導通或截止,即可實(shí)現蓄電池充電,具體可見(jiàn)程序設計部分。避免當蓄電池電壓高于太陽(yáng)能電池電壓時(shí),蓄電池向太陽(yáng)能電池反充電。D7是一個(gè)保護二極管,當蓄電池反接時(shí)電路斷開(kāi),保護蓄電池,提高系統的可靠性。
2、負載輸出控制電路
太陽(yáng)能路燈生產(chǎn)為了在夜間不同時(shí)刻采用不同的亮度,以達到節約電能的目的,本系統設計了兩路負載輸出,晚上12點(diǎn)以前兩盞LED皆亮,12點(diǎn)后一盞點(diǎn)亮,每路輸出均有立的控制和檢測。設計采用了PWM功率控制功能對LED燈具實(shí)現無(wú)級調光。其中單片機P0.6 口給出控制信號, 即P 0 . 6 = 1 時(shí), 三極管導通,繼電器閉合,MOS管導通,蓄電池向路燈供電。在電量不足或白天時(shí),控制端輸出低電平信號,切斷供電回路。夜晚蓄電池電量不足情況下由市電供電系統給LED路燈供電,保證系統的完整和可靠。