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基于单片机的太阳能路灯照明控制系统设计

刘鑫;宋维波

【摘要】针对当前资源能源供求不断紧张的局面，提出了一种基于单片机的太阳

能路灯照明控制系统设计方案。太阳能路灯以太阳光为能源，白天太阳能电池板给

蓄电池充电，晚上蓄电池给负载提供电能。实际应用表明，该系统工作稳定，运行

良好，而且具有安全、节能、方便、无污染的特点。%Inviewofproblemof

imbalanceofenergysupplyanddemand,adesignschemeofthesolar

energystreetlightscontrollerbasedonmicrocontrollerisproposedinthis

paper.Solarenergystreetlightsfeedonsolarbatteries.Duringtheday,the

solarbatterychargesupthebattery.Inthenight,storagebatteryprovides

powerforlocalload.Theactualapplicationshowsthatthesystemruns

stable.Ithaspropertiesofsafety,energy⁃saving,sanity,convenienceand

non⁃pollution.

【期刊名称】《现代电子技术》

【年(卷),期】2015(000)001

【总页数】3页(P157-159)

【关键词】单片机;太阳能;路灯;控制系统

【作者】刘鑫;宋维波

【作者单位】中国海洋大学信息科学与工程学院，山东青岛266100;烟台供电公

司，山东烟台264001

【正文语种】中文

【中图分类】TN29-34

太阳能是干净、无污染且随处可得的能源,而且取之不尽、用之不竭。在化石能源

日渐短缺的今日,选择太阳能作为替代能源是解决能源危机的有效途径之一[1]。太

阳能路灯以太阳光为能源,白天太阳能电池板给蓄电池充电,晚上蓄电池给负载供电

使用,无需复杂昂贵的管线铺设,可任意调整灯具的布局,安全节能无污染,无需人工操

作,工作稳定可靠,节省电费免维护[2]。

本文介绍的太阳能路灯照明控制系统,可以对常用型的12V/24V蓄电池自动识别。

负载控制采用光控与时控相结合,光控点(5～7V)可设定,时控0～14h可选。光控

开关有延时,低于光控点延时1～3min开启负载,高于光控点延时1～3min关闭

负载,避免在夜晚受雷电、焰火、汽车灯光干扰。保护功能有充电保护、放电保护、

反充保护、蓄电池反接保护、太阳能电池板反接保护、过载保护等。显示功能有充

电显示、蓄电池荷电状态显示、负载工作显示、故障指示、输入输出端电流、电压

指示等。本文详细论述了该控制系统的工作原理、系统硬件和软件的实现方法。

系统主要以单片机AT89S52为智能核心模块,外围电路主要包括太阳能电池电压采

样模块、蓄电池电压采样模块、键盘电路模块、LED显示模块,负载驱动模块等组

成。系统硬件结构设计如图1所示。

1.1电源电路设计

该系统正常运行需要5V电压,即把蓄电池电压(12V/24V自动识别)转换为系统所

需的电压。系统采用蓄电池通过LM7805为系统运行供电。

1.2键盘电路设计

键盘S1,S2,S3分别接在单片机P2.4,P2.5,P2.6上,其中S1为模式选择键,用来控制

数码管显示的模式(蓄电池电压、太阳能电池板电压、负载工作时间三种模式)。

S2,S3分别用来控制负载工作时间的增加和减少,每次增减长度为15min。

1.3显示电路设计

系统采用3个LED灯、4个数码管来实时显示系统工作状态。3个LED灯分别接

在单片机的P2.8,P2.9,P3.0上,用来显示系统充电、放电、故障三种状态。4个数

码管分别由P1.1,P1.2,P1.3、P1.4控制,其中1个数码管为模式管,用以指示当前显

示的模式;其他3个数码管用来实时显示当前的太阳能电池电压、蓄电池电压或设

定的负载工作时间。

1.4蓄电池电压采样电路设计

蓄电池作为太阳能照明系统的储能环节,白天蓄电池将光伏电池输出的电能转换为

化学能储存起来,到夜间再转换回电能输出到照明负载。智能控制系统的电源也由

蓄电池提供