一種太陽(yáng)能led路燈裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能LED路燈裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)在照明用電范圍將大幅度提高，例如綠地照明、公路照明、廣告燈箱照明、城市造型景觀照明及家具照明等，都需要用到照明設(shè)備。傳統(tǒng)的照明設(shè)備使用煤、石油和天然氣作為照明能源，但是這些能源具有非環(huán)保、不可再生以及成本高的本質(zhì)特點(diǎn)，不符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的宗旨。同時(shí)，傳統(tǒng)的普通LED路燈也存在安裝復(fù)雜、使用壽命短、容易被盜竊的缺點(diǎn)。
[0003]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明采用太陽(yáng)能作為照明能源，提供一種太陽(yáng)能LED路燈裝置及其控制方法，以解決現(xiàn)有普通LED路燈非環(huán)保、安裝復(fù)雜、使用壽命短、能源緊缺的問(wèn)題。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種太陽(yáng)能LED路燈裝置，所述太陽(yáng)能LED路燈裝置包括一太陽(yáng)能LED路燈裝置本體，及設(shè)置在所述太陽(yáng)能LED路燈裝置本體內(nèi)的硬件電路板，其中，在所述硬件電路板上設(shè)置有:
用于采集太陽(yáng)能，將所述太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能并進(jìn)行存儲(chǔ)的太陽(yáng)能模塊；
用于將所述電能進(jìn)行輸出顯示的輸出顯示模塊；
用于對(duì)所述輸出的電能進(jìn)行控制與檢測(cè)的負(fù)載控制檢測(cè)模塊；
用于接收并處理鍵盤輸入值的鍵盤輸入模塊；
用于實(shí)現(xiàn)外部輸入?yún)?shù)、電壓采集與負(fù)載管理、工作狀態(tài)指示的智能控制模塊；
所述太陽(yáng)能模塊連接智能控制模塊和負(fù)載控制檢測(cè)模塊，所述智能控制模塊連接輸出顯示模塊、負(fù)載控制檢測(cè)模塊和鍵盤輸入模塊。
[0006]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置，其中，所述太陽(yáng)能模塊包括太陽(yáng)能電池板電壓采集電路和蓄電池電壓采集電路；所述太陽(yáng)能電池板電壓采集電路用于將所接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，所述蓄電池電壓采集電路用于將轉(zhuǎn)換后的電能進(jìn)行存儲(chǔ)并為負(fù)載控制檢測(cè)模塊提供電能。
[0007]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置，其中，所述負(fù)載控制檢測(cè)模塊包括第一負(fù)載保護(hù)電路和第二負(fù)載保護(hù)電路；所述第一負(fù)載保護(hù)電路包括第一電阻R7、運(yùn)算放大器LM358、以及比較器LM393，所述第一電阻R7采用阻值為0.01 Ω，過(guò)流能力在1A以上的康銅絲；運(yùn)算放大器LM358的輸出接口連接智能控制模塊的A/D轉(zhuǎn)換引腳Pl.7，用于過(guò)流信號(hào)識(shí)別；所述第二負(fù)載保護(hù)電路通過(guò)電子保險(xiǎn)絲實(shí)現(xiàn)電路過(guò)流保護(hù)功能。
[0008]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置，其中，所述運(yùn)算放大器LM358的輸出接口連接智能控制模塊的A/D轉(zhuǎn)換引腳Pl.7，用于識(shí)別過(guò)流信號(hào)，具體包括:
短路電流整定為10A，響應(yīng)時(shí)間為毫秒數(shù)量級(jí)；
若電流超過(guò)額定電流20%并維持30s以上時(shí)，確認(rèn)為過(guò)流。
[0009]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置，其中，所述智能控制模塊包括一單片機(jī)；所述單片機(jī)的兩位P3引腳連接鍵盤輸入模塊，用于工作模式參數(shù)的設(shè)置；所述單片機(jī)包括4通道微控制器PWM，所述微控制器PWM引腳連接太陽(yáng)能模塊，用于對(duì)蓄電池進(jìn)行開路及過(guò)充保護(hù)。
[0010]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置，其中，所述單片機(jī)為STC12C5410AD單片機(jī)的兩位P3引腳連接鍵盤輸入模塊，具體包括:
T0/P3.4引腳連接Fl鍵，用于實(shí)現(xiàn)狀態(tài)識(shí)別及參數(shù)設(shè)置功能；
T1/P3.5引腳連接F2鍵，用于實(shí)現(xiàn)自檢及加I功能。
[0011]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置，其中，所述微控制器PWM對(duì)蓄電池進(jìn)行開路保護(hù)，具體包括:
若所述太陽(yáng)能電池板正常充電，所述微控制器PWM關(guān)斷負(fù)載；
若在夜間或太陽(yáng)能電池板不能正常充電，所述微控制器PWM無(wú)任何操作。
[0012]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置，其中，所述微控制器PWM對(duì)蓄電池進(jìn)行過(guò)充保護(hù)，具體用于:
若蓄電池充電電壓高于保護(hù)電壓15V時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷對(duì)蓄電池的充電；
若蓄電池充電電壓大于維護(hù)電壓13.2V且低于保護(hù)電壓15V時(shí)，蓄電池進(jìn)入浮充狀態(tài)；
若蓄電池充電電壓大于保護(hù)電壓IIV且低于維護(hù)電壓13.2V時(shí)，關(guān)閉浮充，進(jìn)入均充狀態(tài)；
若蓄電池電壓低于保護(hù)電壓IlV時(shí)，控制器自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載開關(guān)。
[0013]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置，其中，所述太陽(yáng)能模塊還包括:
與所述蓄電池連接的所述太陽(yáng)能電池板，由多個(gè)光伏材料串并聯(lián)組成，所述太陽(yáng)能電池片上設(shè)置有一吸收釋放設(shè)備，用于通過(guò)吸收太陽(yáng)光將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能；
所述吸收釋放設(shè)備為相互依附的雙層結(jié)構(gòu)，所述吸收釋放設(shè)備上層為碳納米管，所述吸收釋放設(shè)備為光子晶體，用于提高太陽(yáng)光的光子的能及與光伏材料帶隙的能及匹配率從而提高太陽(yáng)光的利用率。
[0014]所述的太陽(yáng)能LED路燈裝置的控制方法，其中，所述太陽(yáng)能電池板為多個(gè)太陽(yáng)能電池板依次排列形成
本發(fā)明提供的一種太陽(yáng)能LED路燈裝置及其控制方法，一方面使用了太陽(yáng)能電池板收集太陽(yáng)能作為L(zhǎng)ED路燈能源，具有可再生、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)；另一方面使用智能控制器對(duì)蓄電池及負(fù)載進(jìn)行了有效的管理，提高了太陽(yáng)能電池板的使用效率，延長(zhǎng)了蓄電池的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明太陽(yáng)能LED路燈裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0016]圖2是本發(fā)明太陽(yáng)能LED路燈裝置智能控制模塊的電路圖。
[0017]圖3是本發(fā)明太陽(yáng)能LED路燈裝置負(fù)載控制檢測(cè)模塊的電路圖。
[0018]圖4是本發(fā)明太陽(yáng)能LED路燈裝置總體電路圖。
[0019]圖5是本發(fā)明太陽(yáng)能LED路燈裝置鍵盤輸入處理程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]本發(fā)明提供的一種太陽(yáng)能LED路燈裝置，所述太陽(yáng)能LED路燈裝置包括一太陽(yáng)能LED路燈裝置本體，及設(shè)置在所述太陽(yáng)能LED路燈裝置本體內(nèi)的硬件電路板，所述硬件電路板是以STC12C5410AD單片機(jī)為核心，外圍電路主要由太陽(yáng)能模塊、負(fù)載控制檢測(cè)模塊、輸出顯示模塊及鍵盤輸入模塊四部分組成。圖1是本發(fā)明太陽(yáng)能LED路燈裝置結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，太陽(yáng)能模塊100利用太陽(yáng)能電池板收集太陽(yáng)能，并進(jìn)一步將收集到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)在蓄電池中；輸出顯示模塊101用于將所接收到的太陽(yáng)能進(jìn)行顯示；與太陽(yáng)能模塊相連接的負(fù)載控制檢測(cè)模塊102設(shè)計(jì)兩級(jí)保護(hù)電路對(duì)負(fù)載過(guò)流和短路進(jìn)行保護(hù)；鍵盤輸入模塊103用于接收用戶鍵盤的輸入操作；作為電路核心模塊的智能控制模塊104，連接著其余四個(gè)模塊，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)太陽(yáng)能電池板、蓄電池和負(fù)載電路的工作。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例中，所述太陽(yáng)能模塊包括太陽(yáng)能電池板電壓采集電路和蓄電池電壓采集電路；所述太陽(yáng)能電池板電壓采集電路用于將所接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，所述蓄電池電壓采集電路用于將轉(zhuǎn)換后的電能進(jìn)行存儲(chǔ)并為負(fù)載控制檢測(cè)模塊提供電能。
[0023]更進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能模塊還包括:
與所述蓄電池連接的所述太陽(yáng)能電池板，由多個(gè)光伏材料串并聯(lián)組成，所述太陽(yáng)能電池片上設(shè)置有一吸收釋放設(shè)備，用于通過(guò)吸收太陽(yáng)光將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能；
所述吸收釋放設(shè)備為相互依附的雙層結(jié)構(gòu)，所述吸收釋放設(shè)備上層為碳納米管，所述吸收釋放設(shè)備為光子晶體，用于提高太陽(yáng)光的光子的能及與光伏材料帶隙的能及匹配率從而提高太陽(yáng)光的利用率。
[0024]圖2是本發(fā)明太陽(yáng)能LED路燈裝置智能控制模塊的電路圖。在本發(fā)明實(shí)施例中，智能控制模塊中采用的STC12C5410AD單片機(jī)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、蓄電池及負(fù)載的管理、工作狀態(tài)的指示等。鍵盤電路T0/P3.4，即引腳8連接Fl鍵，該鍵用于設(shè)置狀態(tài)的識(shí)別及參數(shù)設(shè)置；T1/P3.5，即引腳9連接F2鍵，該鍵用于自檢及“加I”功能，根據(jù)程序流程，分別實(shí)現(xiàn)不同功能。
[0025]本發(fā)明實(shí)施例中的負(fù)載控制檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)了兩路負(fù)載輸出，每路輸出均有獨(dú)立的控制與檢測(cè)，具有完善的過(guò)流、短路保護(hù)措施，電路原理如圖3所示，其中Pl.6連接圖2中STC12C5410AD單片機(jī)的18引腳，Pl.7連接圖2中所示STC12C5410AD單片機(jī)的19引腳，P3.2連接圖2中STC12C5410AD單片機(jī)的6引腳。
[0026]本發(fā)明為負(fù)載過(guò)流及短路保護(hù)設(shè)計(jì)了兩級(jí)保護(hù)。第一級(jí)采用了以康銅絲制成的阻值0.01 Ω的第一電阻R7以及運(yùn)算放大器LM358、比較器LM393等器件組成的過(guò)