太陽能路燈控制裝置設計

A. 太陽能路燈控制器設計與實現資料

KD2412—II型太陽能路燈及景觀燈控制器使用說明

KD2412—II 控制器具有指示清晰，帶有復位功能，當蓄電池電壓低於10.8V時，控制器自動關閉負載，過放恢復電壓：11.8V。當蓄電池電壓高於14.5V時，控制器自動關閉充電電源以達到保護蓄電池的目的。
KD2412—II 控制器適用於各種LED燈，無極燈，低壓鈉燈及各種低壓節能燈。
技術參數：工作電壓12V～24V，工作電流：12V≤10A 24V≤10A 定時誤差＜1分鍾 工作溫度高＜40°低＜-30°

一、接線方法：
1， 接上蓄電池後，控制器指示燈呈流水狀態。（正負極接反，控制器不工作）
2， 接好負載後，連續按三下「調整」按鍵，調整時間，負載亮。（負載不能短路，不然損壞控制器）
3， 負載不亮，請檢查負載，或測量蓄電池電壓。
4， 接上光電池後，負載滅，說明光控正常，反之，請檢查光電池。

二、復位後，進入啟動狀態。有兩種途徑進入正常工作狀態：
> 經過60分鍾的延時後，自動進入正常狀態，時間是控制器記憶出廠測試的定時時間，一般為15個小時。
> 連續按控制鍵三次，強制進入正常狀態，按調整鍵調整定時時間。

三、時間調整：
1、按照以上方法接好蓄電池，光源，光電池後，按復位鍵，控制器呈流水燈狀態，連續按三次「調整」鍵，開始調整定時時間，1h亮表示定時1個小時2h亮表示定時兩個小時1h+2h同時亮，表示定時3個小時。4h亮的時候表示定時4個小時。1h+4h同時亮表示定時5個小時，2h+4h同時亮表示定時6個小時。1h+2h+4h表示定時7個小時……1h+2h+4h+8h全亮時表示系統定時15個小時。

KD2412—II LED狀態指示說明顯示：
> 啟動狀態：所有LED形成流水燈。
> 空閑狀態：綠色LED長亮，Led 8421 顯示設定時間。
> 充電階段：紅色LED閃爍，Led 8421 顯示設定時間。
> 照明狀態：綠色LED閃爍，Led 8421 顯示設定時間。
> 照明恢復：黃色LED閃爍，Led 8421 顯示設定時間。
> 測試階段：若一切都正常，綠燈常亮。
若蓄電池欠壓，紅燈常亮。
光電池無電壓，黃燈常亮。
注意：接線方法，要按照控制器上面所標注的圖示接線。否則控制器不工作。

B. 太陽能路燈控制器怎樣設計

太陽能路燈控制器電路圖

圖 2 是用：<a href="#">PIC12F675</a>單片機製作的太陽能路燈控制器電路。 PIC 12F 675 是 8 引腳單片機，具有 6個I ／ 0 口，自帶內部 RC 振盪器 ( 振盪頻率為 4MHz) 、 4 路 10 位 A ／D轉換器、一路比較器，該控制器性能穩定、可靠，耗電低。

1 ．工作原理

PIC 12F675控制蓄電池的過充電、過放電，開、關路燈功能，定時點亮、天黑自動點亮、延時點亮、自動跟蹤點亮等功能，路燈點亮測試控制功能，LED指示功能等。

由蓄電池 BTl 、蓄電池過充電控制執行場效應管 01 、三端穩壓器 U1 組成電源供電系統； Q2 、 Q4．組成放電控制；K1 手動， R_GM1 光控自動開燈系統，蓄電池分壓電阻，發光指示二極體等部分組成。太陽能電池板電壓由介面J3輸入．經防反充二極體 D1 後分成兩路，一路經 U1 LM 78L 05 穩壓後，為 PIC 12F675單片機提供工作電源，另一路經 FB 保險絲給蓄電池充電。單片機上電後，首先由 Rf 、 Cf組成的硬體電路進行復位．然後由軟體控制U2 ③腳 GP4 輸出高電平，讓 Q4 導通、 Q2 截止，控制系統停止放電，再檢測 U2⑦腳 GP0 上的分壓值，通過內部 A／ D 轉換及軟體運算間接檢測、判斷蓄電池是否欠壓、過壓．若蓄電池發生過充電，則通過軟體控制U2 ②腳 GP5 輸出高電平，使 Q1導通．短路太陽能電池板、停止向蓄電池充電，同時點亮「過充電」指示燈 LED2；若未發生過充電，則 U2 ②腳 GP5輸出低電平，允許蓄電池充電。通過檢測 U2 ⑥腳 GP1 所接的光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否已經「天黑，到了開路燈時間」，若到了預設的開燈點，則由軟體控制 u2 ③腳 GP4 輸出低電平，使 Q4截止、02 導通，點亮路燈。若不到開燈點，則程序返回，循環檢測上述諸參數。

K1 是手動開燈按鈕。按下 K1 ，路燈點亮。單片機通過檢測光敏電阻R_GM1上的分壓值，判斷是否「天黑」，若是天黑．則按設計要求點亮路燈，若否，單片機進入路燈控制器「測試」功能：2分鍾後路燈自動熄滅。

2 ．說明

由於單片機程序設計十分靈活，故這里用「開燈點」作為開燈標記符，這個點可以是時間。也可以是天黑的「程度」。若定義的是時間，可以讓路燈從此時開始計時，點亮若干小時後熄滅；若是天黑的程度，可以讓路燈到了此天黑程度後開始點亮。此後既可計時熄滅，也可判別天亮後熄滅。一切由軟體設計人員抉擇。

C. 太陽能路燈控制器的設計原理

太陽能路燈控制器使用說明：

充電及超壓指示：當系統連接正常，且有陽光照射到光電池板時，充電指示燈(1)為綠色常亮，表示系統充電電路正常；當充電指示燈(1)出現綠色快速閃爍時，說明系統過電壓，處理見故障處理內容；充電過程使用了PWM方式，如果發生過過放動作，充電先要達到提升充電電壓，並保持30分鍾，而後降到直充電壓，保持30分鍾，以激活蓄電池，避免硫化結晶，最後降到浮充電壓，並保持浮充電壓。如果沒有發生過放，將不會有提升充電方式，以防蓄電池失水。這些自動控制過程將使蓄電池達到最佳充電效果並保證或延長其使用壽命。

蓄電池狀態指示：蓄電池電壓在正常范圍時，狀態指示燈(2)為綠色常亮；充滿後狀態指示燈為綠色慢閃；當電池電壓降低到欠壓時狀態指示燈變成橙黃色；當蓄電池電壓繼續降低到過放電壓時，狀態指示燈(2)變為紅色，此時控制器將自動關閉輸出，提醒用戶及時補充電能。當電池電壓恢復到正常工作范圍內時，將自動使能輸出開通動作，狀態指示燈(2)變為綠色；

負載指示：當負載開通時，負載指示燈(4)常亮。如果負載電流超過了控制器1.25倍的額定電流60秒時，或負載電流超過了控制器1.5倍的額定電流5秒時，故障指示燈(3)為紅色慢閃，表示過載，控制器將關閉輸出。當負載或負載側出現短路故障時，控制器將立即關閉輸出，故障指示燈(3)快閃。出現上述現象時，用戶應當仔細檢查負載連接情況，斷開有故障的負載後，按一次按鍵即恢復正常輸出。

太陽能路燈控制器工作模式設置：

設置方法：按下開關設置按鈕持續5秒，模式(MODE)顯示數字LED閃爍，松開按鈕，每按一次轉換一個數字，直到LED顯示的數字對上用戶從表中所選用的模式對應的數字即停止按鍵，等到LED數字不閃爍即完成設置。每按一次按鈕，LED數字點亮，可觀察到設置的值。

純光控模式：當沒有陽光時，光強降到啟動點，控制器延時10分鍾確認啟動信號後，開通負載，負載開始工作；當有陽光時，光強升到啟動點，控制器延時10分鍾確認關閉輸出信號後關閉輸出，負載停止工作。

D. 太陽能路燈控制器的電路設計有哪幾種方法

太陽能路燈控制器的核心是太陽能路燈的開燈和關燈控制。太陽能路燈控制器根據電路設計的方式不同，可以分為模擬電路方式和單片機電路方式。
1、單片機電路的太陽能路燈控制器
因為太陽能路燈的工作方式比較復雜，許多太陽能路燈控制器採用了單片機電路。單片機控制器採用預先設置程序的方式控制開燈和關燈。預置程序有兩種方式，一種是把每一天的開關燈時間排成表格存儲在單片機的ROM中，單片機根據查表獲得開關燈時間。第二種方法是把式(1)存儲在ROM中，每一次都調用式(1)對開關燈時間進行計算。
兩種方法都需要在單片機內設置一個時鍾作為參照，同時還要根據當地太陽時的改變進行調整。當然，也可以在單片機電路的太陽能路燈控制器中用光敏(或光敏+定時)的方式對開關燈進行控制。但是，在模擬電路的太陽能路燈控制器中使用光敏(或光敏+定時)的方式似乎更合理有效。
2、模擬電路的太陽能路燈控制器
用光敏(或光敏+定時)的方式對開關燈進行控制，可以使用附加光敏器件的方法。附加光敏器件，就需要給附加的光敏器件設置安裝位置並設計附加電路。一些模擬電路的太陽能路燈控制器中採用的是這一種方法，實際是不合理的。太陽電池組件在弱光時開路電壓隨光強的變化很敏感。
與單片機電路的太陽能路燈控制器比較，模擬電路的太陽能路燈控制器的電路結構更簡單可靠。圖3是並聯型控制器中使用太陽電池組件作為光敏信號源的方法。當a點的電壓下降到預定值時，使得b點電壓小於c點電壓，從而引起放大器A翻轉給出開燈信號。在並聯型控制器中，應該採取措施避免防過充控制對開關燈控制產生影響。在串聯型控制器中實現太陽電池組件作為光敏信號源的方法是更有效並且更簡捷的開關燈控制方法。
光敏控制存在一個防雜散光干擾的問題，例如過路的汽車燈的照射或者閃電，因此需要在光敏控制電路中增加延時緩沖電路。在定時關燈控制器中都存在一個定時電路，也可以用於抗雜散光干擾。

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