太阳能路灯控制装置设计

A. 太阳能路灯控制器设计与实现资料

KD2412—II型太阳能路灯及景观灯控制器使用说明

KD2412—II 控制器具有指示清晰，带有复位功能，当蓄电池电压低于10.8V时，控制器自动关闭负载，过放恢复电压：11.8V。当蓄电池电压高于14.5V时，控制器自动关闭充电电源以达到保护蓄电池的目的。
KD2412—II 控制器适用于各种LED灯，无极灯，低压钠灯及各种低压节能灯。
技术参数：工作电压12V～24V，工作电流：12V≤10A 24V≤10A 定时误差＜1分钟 工作温度高＜40°低＜-30°

一、接线方法：
1， 接上蓄电池后，控制器指示灯呈流水状态。（正负极接反，控制器不工作）
2， 接好负载后，连续按三下“调整”按键，调整时间，负载亮。（负载不能短路，不然损坏控制器）
3， 负载不亮，请检查负载，或测量蓄电池电压。
4， 接上光电池后，负载灭，说明光控正常，反之，请检查光电池。

二、复位后，进入启动状态。有两种途径进入正常工作状态：
> 经过60分钟的延时后，自动进入正常状态，时间是控制器记忆出厂测试的定时时间，一般为15个小时。
> 连续按控制键三次，强制进入正常状态，按调整键调整定时时间。

三、时间调整：
1、按照以上方法接好蓄电池，光源，光电池后，按复位键，控制器呈流水灯状态，连续按三次“调整”键，开始调整定时时间，1h亮表示定时1个小时2h亮表示定时两个小时1h+2h同时亮，表示定时3个小时。4h亮的时候表示定时4个小时。1h+4h同时亮表示定时5个小时，2h+4h同时亮表示定时6个小时。1h+2h+4h表示定时7个小时……1h+2h+4h+8h全亮时表示系统定时15个小时。

KD2412—II LED状态指示说明显示：
> 启动状态：所有LED形成流水灯。
> 空闲状态：绿色LED长亮，Led 8421 显示设定时间。
> 充电阶段：红色LED闪烁，Led 8421 显示设定时间。
> 照明状态：绿色LED闪烁，Led 8421 显示设定时间。
> 照明恢复：黄色LED闪烁，Led 8421 显示设定时间。
> 测试阶段：若一切都正常，绿灯常亮。
若蓄电池欠压，红灯常亮。
光电池无电压，黄灯常亮。
注意：接线方法，要按照控制器上面所标注的图示接线。否则控制器不工作。

B. 太阳能路灯控制器怎样设计

太阳能路灯控制器电路图

图 2 是用：<a href="#">PIC12F675</a>单片机制作的太阳能路灯控制器电路。 PIC 12F 675 是 8 引脚单片机，具有 6个I ／ 0 口，自带内部 RC 振荡器 ( 振荡频率为 4MHz) 、 4 路 10 位 A ／D转换器、一路比较器，该控制器性能稳定、可靠，耗电低。

1 ．工作原理

PIC 12F675控制蓄电池的过充电、过放电，开、关路灯功能，定时点亮、天黑自动点亮、延时点亮、自动跟踪点亮等功能，路灯点亮测试控制功能，LED指示功能等。

由蓄电池 BTl 、蓄电池过充电控制执行场效应管 01 、三端稳压器 U1 组成电源供电系统； Q2 、 Q4．组成放电控制；K1 手动， R_GM1 光控自动开灯系统，蓄电池分压电阻，发光指示二极管等部分组成。太阳能电池板电压由接口J3输入．经防反充二极管 D1 后分成两路，一路经 U1 LM 78L 05 稳压后，为 PIC 12F675单片机提供工作电源，另一路经 FB 保险丝给蓄电池充电。单片机上电后，首先由 Rf 、 Cf组成的硬件电路进行复位．然后由软件控制U2 ③脚 GP4 输出高电平，让 Q4 导通、 Q2 截止，控制系统停止放电，再检测 U2⑦脚 GP0 上的分压值，通过内部 A／ D 转换及软件运算间接检测、判断蓄电池是否欠压、过压．若蓄电池发生过充电，则通过软件控制U2 ②脚 GP5 输出高电平，使 Q1导通．短路太阳能电池板、停止向蓄电池充电，同时点亮“过充电”指示灯 LED2；若未发生过充电，则 U2 ②脚 GP5输出低电平，允许蓄电池充电。通过检测 U2 ⑥脚 GP1 所接的光敏电阻R_GM1上的分压值，判断是否已经“天黑，到了开路灯时间”，若到了预设的开灯点，则由软件控制 u2 ③脚 GP4 输出低电平，使 Q4截止、02 导通，点亮路灯。若不到开灯点，则程序返回，循环检测上述诸参数。

K1 是手动开灯按钮。按下 K1 ，路灯点亮。单片机通过检测光敏电阻R_GM1上的分压值，判断是否“天黑”，若是天黑．则按设计要求点亮路灯，若否，单片机进入路灯控制器“测试”功能：2分钟后路灯自动熄灭。

2 ．说明

由于单片机程序设计十分灵活，故这里用“开灯点”作为开灯标记符，这个点可以是时间。也可以是天黑的“程度”。若定义的是时间，可以让路灯从此时开始计时，点亮若干小时后熄灭；若是天黑的程度，可以让路灯到了此天黑程度后开始点亮。此后既可计时熄灭，也可判别天亮后熄灭。一切由软件设计人员抉择。

C. 太阳能路灯控制器的设计原理

太阳能路灯控制器使用说明：

充电及超压指示：当系统连接正常，且有阳光照射到光电池板时，充电指示灯(1)为绿色常亮，表示系统充电电路正常；当充电指示灯(1)出现绿色快速闪烁时，说明系统过电压，处理见故障处理内容；充电过程使用了PWM方式，如果发生过过放动作，充电先要达到提升充电电压，并保持30分钟，而后降到直充电压，保持30分钟，以激活蓄电池，避免硫化结晶，最后降到浮充电压，并保持浮充电压。如果没有发生过放，将不会有提升充电方式，以防蓄电池失水。这些自动控制过程将使蓄电池达到最佳充电效果并保证或延长其使用寿命。

蓄电池状态指示：蓄电池电压在正常范围时，状态指示灯(2)为绿色常亮；充满后状态指示灯为绿色慢闪；当电池电压降低到欠压时状态指示灯变成橙黄色；当蓄电池电压继续降低到过放电压时，状态指示灯(2)变为红色，此时控制器将自动关闭输出，提醒用户及时补充电能。当电池电压恢复到正常工作范围内时，将自动使能输出开通动作，状态指示灯(2)变为绿色；

负载指示：当负载开通时，负载指示灯(4)常亮。如果负载电流超过了控制器1.25倍的额定电流60秒时，或负载电流超过了控制器1.5倍的额定电流5秒时，故障指示灯(3)为红色慢闪，表示过载，控制器将关闭输出。当负载或负载侧出现短路故障时，控制器将立即关闭输出，故障指示灯(3)快闪。出现上述现象时，用户应当仔细检查负载连接情况，断开有故障的负载后，按一次按键即恢复正常输出。

太阳能路灯控制器工作模式设置：

设置方法：按下开关设置按钮持续5秒，模式(MODE)显示数字LED闪烁，松开按钮，每按一次转换一个数字，直到LED显示的数字对上用户从表中所选用的模式对应的数字即停止按键，等到LED数字不闪烁即完成设置。每按一次按钮，LED数字点亮，可观察到设置的值。

纯光控模式：当没有阳光时，光强降到启动点，控制器延时10分钟确认启动信号后，开通负载，负载开始工作；当有阳光时，光强升到启动点，控制器延时10分钟确认关闭输出信号后关闭输出，负载停止工作。

D. 太阳能路灯控制器的电路设计有哪几种方法

太阳能路灯控制器的核心是太阳能路灯的开灯和关灯控制。太阳能路灯控制器根据电路设计的方式不同，可以分为模拟电路方式和单片机电路方式。
1、单片机电路的太阳能路灯控制器
因为太阳能路灯的工作方式比较复杂，许多太阳能路灯控制器采用了单片机电路。单片机控制器采用预先设置程序的方式控制开灯和关灯。预置程序有两种方式，一种是把每一天的开关灯时间排成表格存储在单片机的ROM中，单片机根据查表获得开关灯时间。第二种方法是把式(1)存储在ROM中，每一次都调用式(1)对开关灯时间进行计算。
两种方法都需要在单片机内设置一个时钟作为参照，同时还要根据当地太阳时的改变进行调整。当然，也可以在单片机电路的太阳能路灯控制器中用光敏(或光敏+定时)的方式对开关灯进行控制。但是，在模拟电路的太阳能路灯控制器中使用光敏(或光敏+定时)的方式似乎更合理有效。
2、模拟电路的太阳能路灯控制器
用光敏(或光敏+定时)的方式对开关灯进行控制，可以使用附加光敏器件的方法。附加光敏器件，就需要给附加的光敏器件设置安装位置并设计附加电路。一些模拟电路的太阳能路灯控制器中采用的是这一种方法，实际是不合理的。太阳电池组件在弱光时开路电压随光强的变化很敏感。
与单片机电路的太阳能路灯控制器比较，模拟电路的太阳能路灯控制器的电路结构更简单可靠。图3是并联型控制器中使用太阳电池组件作为光敏信号源的方法。当a点的电压下降到预定值时，使得b点电压小于c点电压，从而引起放大器A翻转给出开灯信号。在并联型控制器中，应该采取措施避免防过充控制对开关灯控制产生影响。在串联型控制器中实现太阳电池组件作为光敏信号源的方法是更有效并且更简捷的开关灯控制方法。
光敏控制存在一个防杂散光干扰的问题，例如过路的汽车灯的照射或者闪电，因此需要在光敏控制电路中增加延时缓冲电路。在定时关灯控制器中都存在一个定时电路，也可以用于抗杂散光干扰。

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