專利名稱：太陽能led交通指示牌系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種交通指示牌系統(tǒng)，尤其涉及一種太陽能LED交通指示 牌系統(tǒng)。
技術(shù)背景現(xiàn)有的道路交通指示牌主要是分普通指示牌和照明指示牌兩種，普通指示 牌只在白天起作用，夜晚只有在汽車燈光照射下的才能夠看得見，對沒有燈光 的行人就不起警示作用，給夜行帶來了很大的不便。照明指示牌需用220V的公 共電壓進行供電，這樣每個信號燈的安裝都要進行挖路開溝、鋪管、布線安設(shè) 電纜，這樣不但工程大、維護不便，而且還會造成大量的電資源浪費。雖然現(xiàn) 在已有利用太陽能作能源、利用LED為指示燈的交通燈指示牌被發(fā)明，但是采 用太陽能電池作為電源的目的為既要保障用電設(shè)備的正常工作，又要力求節(jié)省 資金，降低造價和成本，因此，必須對系統(tǒng)進行合理設(shè)計。由于用電設(shè)備的負 載和用途不同，系統(tǒng)所處的地理位置以及氣象條件等因素也不相同，所以在技 術(shù)上要求很高，這也是目前這種產(chǎn)品一直沒有被推廣的原因，其缺點如下1、 LED的連接結(jié)構(gòu)多采用串聯(lián)或并上電阻分壓的結(jié)構(gòu)，串聯(lián)結(jié)構(gòu)一個LED壞了則整 個電路斷路，并聯(lián)結(jié)構(gòu)分壓電阻消耗的能源過大，限制指示燈發(fā)亮的時間；2、 指示牌上太陽板的角度往往是一個出廠時統(tǒng)一的角度，由于不同地區(qū)的緯度不 同，它的發(fā)電率會隨地區(qū)不同而受到很大的影響。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，研制一種結(jié)構(gòu)合理、運行穩(wěn)定，并以綠 色資源太陽能為能源的太陽能LED交通指示牌。本實用新型的技術(shù)解決方案如 下一種太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于包括機構(gòu)框架和電路單元 構(gòu)成，所述機構(gòu)框架包括電池板支架、指示牌、電池箱、底板和立柱，所述電 池板支架安裝在立柱的頂部，上面裝有太陽電池板方陣，在電池板支架的下面依次為指示牌、電池箱和底板，通過立柱進行關(guān)聯(lián)；所述電路單元包括光強傳 感器、控制單元、蓄電池、太陽電池板方陣和LED陣列，所述太陽電池板方陣 同控制單元、蓄電池串連成回路，同時控制單元、蓄電池和LED陣列構(gòu)成回路, 所述控制單元還連有光強傳感器，所述光強傳感器感應(yīng)光線的強度，并將光強 信號傳給控制單元，當光強低于設(shè)定值后，控制單元控制蓄電池和LED陣列構(gòu) 成回路后，使蓄電池向LED陣列進行供電。
所述指示牌包括中間板、前板和后板，所述LED陣列按設(shè)定標志固定在中 間板上，前板上設(shè)有透光板位于LED陣列固定的相應(yīng)位子上。
所述中間板通過螺栓固定在后板上，其中螺栓在中間板和后板之間的裸露 部分通過套墊進行密封。
所述前板和上下端固定板之間通過支角進行定位；所述指示牌通過卡扣固 定在立柱上；所述電池板支架與地面構(gòu)成的角度O與使用地區(qū)的緯度相同。
所述LED陣列中的每一路LED的連接方式都采用先并聯(lián)后串聯(lián)的方式進行 連接；所述控制單元中設(shè)有LED閃爍器；所述LED閃爍器由555定時器構(gòu)成的 多諧振蕩器來實現(xiàn)；控制單元中的LED閃爍器和LED驅(qū)動功率晶體管之間采用 光電耦合器進行連接。
由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型提供的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)， 利用綠色的太陽能作為供應(yīng)能源為LED交通指示牌系統(tǒng)供電，符合現(xiàn)代節(jié)能、 環(huán)保的新理念；采用先進的LED連接方式，使系統(tǒng)運行更穩(wěn)定、維修更方便、 電能分配更合理；實行整體框架組裝結(jié)構(gòu)，確保系統(tǒng)不受外部環(huán)境的干擾；電 池板支架與地面構(gòu)成的角度①與使用地區(qū)的緯度相同的靈活設(shè)計，使系統(tǒng)能夠 最大的利用太陽能，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。本實用新型所提供的新型系統(tǒng)具有 結(jié)構(gòu)簡單、便于生產(chǎn)、成本低廉適于在交通系統(tǒng)中廣泛推廣。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的側(cè)視圖3為本實用新型指示牌的主視圖4為本實用新型的A-A向剖視圖5為圖4 I處放大圖；圖6為本實用新型的電路原理圖7為本實用新型的LED連接示意圖8為本實用新型的驅(qū)動電路原理圖9為本實用新型的LED閃爍電路原理圖1為本實用新型的說明書摘要附圖。
圖中1、電池板支架，2、指示牌，3、電池箱，4、底板，5、立 柱，6、光強傳感器，7、控制單元，8、蓄電池，9、太陽電池板方陣， 10、LED陣列，11、卡扣，201、中間板，202、前板，203、透光板，204、 后板，205、螺栓，206、墊套，207、支角。
具體實施方式

如圖1 9所示的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)包括機構(gòu)框架和電路單元構(gòu) 成，機構(gòu)框架由電池板支架l、指示牌2、電池箱3、底板4和立柱5構(gòu)成，電 池板支架1安裝在立柱5的頂部，上面裝有太陽電池板方陣9，在電池板支架1 的下面依次為指示牌2、電池箱3和底板4，通過立柱5進行關(guān)聯(lián)如圖1、圖2 所示；指示牌2包括中間板201、前板202和后板204， LED陣列10按設(shè)定標志 固定在中間板201上，前板202上設(shè)有透光板203位于LED陣列10固定的相應(yīng) 位子上，中間板201通過螺栓205固定在后板204上，其中螺栓205在中間板 201和后板204之間的裸露部分通過套墊206進行密封，前板202和上下端固定 板之間通過支角207進行定位，指示牌2通過卡扣11固定在立柱5上，電池板 支架l與地面構(gòu)成的角度O與使用地區(qū)的緯度相同，如圖3、圖4和圖5所示。 其中太陽能電池組由2塊多晶硅太陽能電池板組成，太陽能電池支架與地面成 39° (大連地區(qū)緯度，以保證電池板接收光照輻射最大)，蓄電池箱與立柱及底 板焊接在一起，指示牌2的標志共用了 200個LED指示燈，25個一列，共8列 排列成"〈"固定在中間板201上，形如圖3所示。
電池板支架1的作用為了是支撐固定太陽電池板方陣9，支架邊框由角鋼相 互焊接而成。電池板卡扣11由角鐵加工成形，卡扣和邊框由螺釘連接，電池板 加強筋焊接在邊框中部位置。支架立柱采用鋼管，上端切削成39°角的斜面， 上端孔的作用是將太陽能電池板的引線引入管內(nèi)，下端的孔的作用是將電池板 支架立柱與指示牌立柱通過螺釘固定在一起。最后將立柱上截面焊接于底板4 的加強筋中間部位完成，共同組成系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。如圖6 9電路單元包括光強傳感器6、控制單元7、蓄電池8、太陽電池板 方陣9和LED陣列10，太陽電池板方陣9同控制單元7、蓄電池8串連成回路， 同時控制單元7、蓄電池8和LED陣列10構(gòu)成回路，控制單元7還連有光強傳 感器6，光強傳感器6感應(yīng)光線的強度，并將光強信號傳給控制單元7，當光強 低于設(shè)定值后，控制單元7控制蓄電池8和LED陣列10構(gòu)成回路后，使蓄電池 8向LED陣列10進行供電如圖6所示。LED陣列10中每一供電控制端的LED采 用分組連接，其中每組中的LED進行并聯(lián)連接，后各組在串聯(lián)在一起連接到電 控制端上。作為應(yīng)用于交通指示領(lǐng)域產(chǎn)品，采用發(fā)出黃色光的LED排列成箭頭 型的指示牌部分發(fā)出黃光，根據(jù)需要共布局了 200個LED，平均分為8路， 一路 為一列，每列25個LED再分為5組，每5個并聯(lián)，然后5組在串聯(lián)，8路LED 分別由閃爍電路口的8個引腳控制。本系統(tǒng)中LED的接法采用先并后串的混聯(lián) 接法如圖7所示。這種接法的優(yōu)點是，當有一個LED品質(zhì)不良時，很容易斷路。 由于并聯(lián)的LED較多，斷開一個LED的這支路，平均分配電流不大，依然可以 正常工作，不影響LED陣列的工作。這樣的連接方式， 一方面可以滿足蓄電池 的電壓要求，同時可以確保系統(tǒng)工作的高可靠性，另一方面因為系統(tǒng)中的每一 組都是相互獨立的，便于維修。
控制單元7中設(shè)有LED閃爍器，LED閃爍器由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器 來實現(xiàn)，光電開關(guān)和閃爍電路都采用了 555集成電路作為控制核心。光電開關(guān) 利用一個555定時器和光敏電阻組成施密特觸發(fā)器，白天輸出低電平，晚上或 霧天輸出高電平。LED閃爍電路用兩個555定時器構(gòu)成多諧振蕩器，實現(xiàn)LED的 閃爍控制。電氣原理圖如圖9所示。圖中的仏與Re 、 R7、 R8構(gòu)成光電開關(guān)。U2 及其周圍元件構(gòu)成第一級多諧振蕩，U3及其周圍元件構(gòu)成第二級多諧振蕩。U3 的第3腳通過d與LED驅(qū)動電路相接，控制驅(qū)動電路的光電耦合器。白天時， 光敏電阻阻值變小，Ul的第2、 6腳處于高電平，第3腳輸出低電平，U2的復(fù) 位腳4處于復(fù)位狀態(tài)，振蕩器U3的第3腳保持低電平，光電耦合器處于截止狀 態(tài)，LED停止工作。晚上或者光線較弱時，光敏電阻阻值變小U1的第3腳輸出 高電平，U2的復(fù)位腳4變成高電平，振蕩器開始振蕩，光電耦合器獲得觸發(fā)信 號，驅(qū)動LED， LED開始閃爍。控制單元7中的LED閃爍器和LED驅(qū)動功率晶體 管之間采用光電耦合器進行連接。如圖8所示，在LED閃爍器和LED驅(qū)動功率晶體管之間采用了光電耦合器，光電耦合器既能為驅(qū)動功率晶體管提供足夠的
基極電流，也起到了隔離LED閃爍器與負載的作用，避免LED閃爍器受到負載 的干擾，同時避免了電路出現(xiàn)故障時，12 V電壓直接加在LED閃爍器而燒壞， 經(jīng)實驗，功率晶體管最大可以輸出150 160mA的電流，完全可以驅(qū)動由25個 LED組成的陣列。采用LED閃爍器低電平驅(qū)動光電耦合器，LED閃爍器的帶負載 能力也大大提高。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)， 根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本 實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、 一種太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于包括機構(gòu)框架和電路單 元構(gòu)成，所述機構(gòu)框架包括電池板支架(1)、指示牌(2)、電池箱(3)、底板(4)和立柱(5)，所述電池板支架(1)安裝在立柱(5)的頂部，上面裝有太 陽電池板方陣(9),在電池板支架(1)的下面依次為指示牌(2)、電池箱(3) 和底板(4)，通過立柱(5)進行關(guān)聯(lián)；所述電路單元包括光強傳感器(6)、控 制單元(7)、蓄電池(8)、太陽電池板方陣(9)和LED陣列(10)，所述太陽 電池板方陣(9)同控制單元(7)、蓄電池(8)串連成回路，同時控制單元(7)、 蓄電池(8)和LED陣列(10)也構(gòu)成回路；所述控制單元(7)還連有光強傳 感器(6)，所述光強傳感器(6)感應(yīng)光線的強度，并將光強信號傳給控制單元(7)，當光強低于設(shè)定值后，控制單元(7)控制蓄電池(8)和LED陣列(10) 構(gòu)成回路后，使蓄電池(8)向LED陣列(10)進行供電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于所述指 示牌(2)包括中間板(201)、前板(202)和后板(204)，所述LED陣列(10) 按設(shè)定標志固定在中間板(201)上，前板(202)上設(shè)有透光板(203)位于LED 陣列(10)固定的相應(yīng)位子上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于所述中 間板(201)通過螺栓(205)固定在后板(204)上，其中螺栓(205)在中間 板(201)和后板(204)之間的裸露部分通過套墊(206)進行密封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于所述前 板(202)和上下端固定板之間通過支角(207)進行定位。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于所述指 示牌(2)通過卡扣(11)固定在立柱(5)上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于所述電 池板支架(1)與地面構(gòu)成的角度o與使用地區(qū)的緯度相同。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng),其特征在于所述LED 陣列(10)中的每一路LED的連接方式都采用先并聯(lián)后串聯(lián)的方式進行連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于所述控 制單元(7)中設(shè)有LED閃爍器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在于所述LED 閃爍器由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器來實現(xiàn)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l、 8或9所述的太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，其特征在 于控制單元(7)中的LED閃爍器和LED驅(qū)動功率晶體管之間采用光電耦合器進 行連接。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能LED交通指示牌系統(tǒng)，機構(gòu)框架和電路單元構(gòu)成，機構(gòu)框架由電池板支架安裝在立柱的頂部，上面裝有太陽電池板方陣，在電池板支架的下面依次為指示牌、電池箱和底板，通過立柱進行關(guān)聯(lián)；電路單元由太陽電池板方陣同控制單元、蓄電池串聯(lián)成回路，同時控制單元、蓄電池和LED陣列構(gòu)成回路，控制單元還連有光強傳感器，光強傳感器感應(yīng)光線的強度，并將光強信號傳給控制單元，當光強低于設(shè)定值后，控制單元控制蓄電池和LED陣列構(gòu)成回路后，使蓄電池向LED陣列進行供電。該LED交通指示牌系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)合理、運行穩(wěn)定，并以綠色資源太陽能為能源等特點，適于在交通指示系統(tǒng)中廣泛推廣。
文檔編號H02J7/35GK201156372SQ20072001591
公開日2008年11月26日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者周改改, 林紀寧, 薛鈺芝, 齊鵬遠 申請人:大連交通大學