路灯控制器电路设计

路灯控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握路灯控制电路的基本原理，包括电路的组成、功能和作用。

2. 学生能够识别并了解常见的电路元件，如开关、继电器、定时器等，并明白它们在路灯控制电路中的应用。

3. 学生能够阐述路灯控制电路中不同模式的工作原理，例如定时控制、光控和声控等。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的路灯控制电路，并进行模拟实验。

2. 学生通过实际操作，培养动手能力和问题解决能力，能够分析和调试简单的电路故障。

3. 学生能够使用适当的工具和仪器，进行电路连接和测量，掌握基本电路实验操作技巧。

情感态度价值观目标：1. 学生通过课程学习，培养对电子技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 学生在小组合作中，学会相互沟通、协作，培养团队合作精神和责任感。

3. 学生能够意识到电子技术在实际生活中的应用，增强对科学技术的认识，提高社会责任感和节能环保意识。

课程性质：本课程为实践性较强的电子技术课程，注重理论知识与实践操作的紧密结合。

学生特点：学生为八年级学生，具备一定的物理基础和电路知识，对电子技术有一定的好奇心，喜欢动手操作。

教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探究，通过实践操作巩固理论知识，培养学生的学习兴趣和创新能力。

同时，关注学生的个体差异，提供个性化指导，确保每位学生都能达到课程目标。

教学过程中，将课程目标分解为具体可衡量的学习成果，以便于教学设计和评估。

二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，结合教材第十五章“自动控制电路”进行设计，主要包括以下几部分：1. 路灯控制电路原理介绍：讲解路灯控制电路的基本组成、工作原理和功能，使学生理解不同控制模式（如定时控制、光控、声控）的电路设计。

2. 电路元件识别与应用：学习常见的电路元件（如开关、继电器、定时器等），介绍它们在路灯控制电路中的作用，并通过示例进行说明。

3. 路灯控制电路设计：引导学生运用所学知识，设计简单的路灯控制电路，包括电路图的绘制、元件选型和连接方法。

路灯控制器的设计路灯控制器的设计是为了实现对路灯的自动化控制，能够根据不同的场景需求和时间要求，自动调节路灯的亮度和开关状态，从而达到节约能源和提高路灯使用寿命的目的。

本文将从硬件设计和软件设计两个方面进行路灯控制器的详细设计。

1.硬件设计1.1.功能模块设计感应模块主要用于感应周边环境的亮度和车辆行驶情况，可以通过光敏传感器感应周围环境的亮度，通过雷达传感器感应车辆行驶情况。

亮度调节模块可以根据感应模块获取的亮度信息，通过PWM技术来控制路灯的亮度，实现智能调光功能。

时间控制模块用于设置和控制路灯的开关时间，可以根据需求设置每天的开关时间段。

通信模块可以通过无线通信技术，实现与云端或地面设备的远程通信，实现集中管理和监控。

1.2.硬件电路设计根据上述功能模块的需求，硬件电路设计需要包括微控制器、传感器、PWM模块、时钟模块、无线通信模块等。

微控制器是整个电路的核心，负责控制各个模块的工作，可以选择具有较高计算能力和丰富接口资源的单片机。

传感器需要选择适合于感应模块的光敏传感器和雷达传感器，以及其他可能需要的传感器。

PWM模块需要根据路灯亮度调节的需求，选择合适的PWM芯片或芯片组，用于控制路灯的亮度。

时钟模块可以选择实时时钟芯片，用于控制路灯的开关时间。

无线通信模块可以选择Wi-Fi模块、蓝牙模块或其他具有远程通信功能的无线模块。

2.软件设计2.1.系统架构设计软件设计需要考虑系统的可扩展性和实时性。

可以采用多任务调度的方式，将每个模块的功能放在不同的任务中实现。

系统架构设计可以分为感应任务、控制任务和通信任务。

感应任务负责采集传感器数据，如环境亮度和车辆行驶情况等。

控制任务根据感应任务获取的数据，并根据设定的算法进行开关控制和亮度调节。

通信任务负责与云端或地面设备进行通信，将路灯的状态和数据传输到远程端。

2.2.算法设计控制任务中的算法设计主要包括开关控制算法和亮度调节算法。

开关控制算法可以根据感应任务获取的车辆行驶情况和开关时间进行判断，从而决定路灯的开关状态。

基于光伏技术的led路灯控制电路设计光伏技术是一种利用太阳能转化为电能的技术，近年来得到了越来越广泛的应用。

其中，基于光伏技术的LED路灯控制电路设计成为了研究的热点之一。

本文将从光伏技术的原理、LED路灯的优势以及控制电路设计方面进行分析和讨论。

一、光伏技术的原理光伏技术是利用光电效应将太阳能转化为电能的一种技术。

光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属表面会产生电子，这种电子称为光电子。

光电效应的产生需要满足一定的条件，包括光线的波长、光线的强度等。

当光线的波长和强度符合一定的条件时，金属表面会产生足够的光电子，这些光电子会被金属表面上的电场吸引，从而形成电流。

光伏技术利用的是半导体材料的光电效应。

半导体材料具有一定的导电性和隔离性，当光线照射到半导体材料上时，会产生电子和空穴。

电子和空穴的运动会形成电流，从而将光能转化为电能。

光伏技术的主要原理就是利用半导体材料的光电效应将太阳能转化为电能。

二、LED路灯的优势LED路灯是一种利用LED光源的路灯。

相比传统的路灯，LED路灯具有以下优势：1. 节能环保：LED路灯采用LED光源，能耗比传统路灯低50%以上，能够有效节省能源。

同时，LED路灯没有汞等有害物质，对环境更加友好。

2. 寿命长：LED路灯的寿命一般可达到5万小时以上，比传统路灯寿命长很多。

3. 光效高：LED路灯的光效比传统路灯高，能够更好地满足路灯照明的需求。

4. 色彩还原度高：LED路灯的色彩还原度比传统路灯高，能够更好地还原物体的真实颜色。

5. 可调节性好：LED路灯可以通过控制电路进行亮度调节，能够更好地适应不同的照明需求。

三、控制电路设计LED路灯的控制电路设计主要包括光控制和亮度控制两部分。

光控制是指根据光照强度对LED路灯进行开关控制。

当光照强度低于一定的阈值时，LED路灯自动开启；当光照强度高于一定的阈值时，LED路灯自动关闭。

光控制可以通过光敏电阻实现，光敏电阻的电阻值会随着光照强度的变化而变化，从而实现对LED路灯的控制。

路灯控制系统的设计摘要随着中国经济的快速发展，人类对电力能源的需求日益增大，电力资源日益缺乏。

因此如何节能降耗已成为近几年来人们关注讨论和研究的话题。

本文研究的路灯控制系统是针对我国城市在路灯照明的控制方面产生的巨大能源消耗和浪费而开发出的新的智能型的路灯控制系统。

本文详细介绍了该系统的设计与实现。

本文详细介绍并分析了以单片机芯片AT89S52、时钟芯片DS1302、光敏电阻为主要部件的硬件电路和在以keil 软件为主要编程环境的软件部分。

通过时间控制和环境参数控制相结合的方法去控制路灯。

实现随着光照强度的大小和在一定时间段内路灯都有着的不同表现，午夜路灯间隔开以节省电源，光照很足时路灯全部自动断开不工作等功能。

实验表明，该路灯控制系统是一种智能型控制系统。

电力资源既能够得到合理利用也不会影响人类的交通安全。

随着社会的发展，路灯控制系统会得到更广泛的应用。

关键词：路灯控制、单片机、时钟芯片、光敏电阻AbstractWith China's rapid economic development, human electricity demand growing, the power resource-scarce. Therefore, how energy consumption has become a topic of discussion and research attention.In this paper, the street light control system for street lighting in the Chinese cities control the enormous energy consumption and waste and to develop new intelligent street lights control system.This paper describes the design and implementation of the system.This paper introduced and analyzed in single chip AT89S51, clock chip DS1302, photosensitive resistance as the main components of hardware circuitry and with keil as the main programming environment software.Time control and the environment through the combination of parameter control methods to control the lights. As the light intensity to achieve a certain period of time the size and all have different performance lamps, night lights spaced to save power, light is enough to automatically disconnect when the lights do not work all the functions. Experiments show that the street light control system is an intelligent control system. Power can be both rational utilization of resources will not affect the safety of mankind. With the social development, street lighting control system will be more widely used.Key words: street lighting control, single-chip, clock chips, light resistance目录第一章绪论................................... 错误!未定义书签。

电子线路课程设计题目路灯控制器设计专业班级09物电电信一班学生姓名徐旷怡陈梦达周吉指导教师张丹二O一二年十一月路灯控制器的设计设计说明：安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启或者自身亮度，同时可以对消耗的电功率进行测量。

实验时用1W白光LED （3.3V@300mA）代替路灯，用调光台灯替代环境光线变化。

（LED采用恒流供电，电流变化可以与LED亮度的变化约为线性变化。

）设计要求：基本部分1、自制电路供电的稳压电源；2、LED采用恒流供电。

3、该控制器具有环境亮度检测和控制功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关）灯，为了演示方便，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时相当于暗环境（亮环境），此时另一个白光LED（模拟路灯）将被点亮（熄灭），以此实现光控功能。

发挥部分1、设计一个环境光线检测器，其输出电压能随光线近线性变化；2、受控的LED灯能随环境光线的明暗变化调整亮度，使在LED灯光照射范围内的光照强度保持恒定。

一、设计方案为了实现LED灯随环境光线的明暗变化调节亮度，我们使用了光敏三级管3DU33和运算放大器构成的基本电路。

通过光敏三级管得感光特性控制第一级运算放大器的输入电压，然后通过反馈来调节LED灯的明暗变化。

实现该电路的电路原理图如下：图1二、原件清单三、电路原理我们设计的电路原理图可以分为三个组成部分：电压控制电路，运算放大器比较电路和电流负反馈电路。

1、运算放大器比较电路如图2，电压控制电路是根据3DU33的感光特性来控制支路电压值得变化。

当有光照（1000lx）的情况下流过光敏三极管的光电流有10mA，这时电阻R1(1k)就会分得大部分电压，于是支路的电压就很小甚至为零；反过来，当环境光线不充足时，流过光敏三极管的暗电流只有几十微安，这时电阻R1分压就会降低，支路就会获得更大的电压。

通过光敏三极管的特性进行线性分压，从而能很好的控制运算放大器输入电压的变化来调节LED灯。

综述科技的进步，科技的进步，人们的生活质量越来越好，体力劳作越来越少、人们的生活质量越来越好，体力劳作越来越少、、、、、这都是自动化给人们动化给人们 的解放，相信在不久的将来，达赖难过的自动化技术越来越多的出现在我们的生活中，现在我们的生活中，出现在我们的身边。

出现在我们的身边。

出现在我们的身边。

灯具使我们人场生活中必不可少的照明灯具使我们人场生活中必不可少的照明工具，二十一世纪的今天，节能是一种美德，是一种潮流。

我们在运用灯具时，作为使用者，既想节能，作为使用者，既想节能，又不想给自己带来频繁操作的麻烦。

又不想给自己带来频繁操作的麻烦。

又不想给自己带来频繁操作的麻烦。

灯具控制器能满足灯具控制器能满足使用者的要求，他在白天的时候（或者说是光线亮时）灯具不会亮，没有声音时，灯具也不会亮，当有声音时，在晚上才会亮，延迟一段时间后，灯具自动熄灭。

使人们避免了开关灯具的动作。

路灯控制器，可以在走廊、卫生间、楼道、及道路两旁的路灯上安装，这样既方便了自身，也节约了能源。

1电路工作框图路灯控制器的系统框图如下所示，由光电变换、振荡电路、路灯开关控制电路、计时器计数器等组成。

路、计时器计数器等组成。

图1电路工作框图电路工作框图2 路灯控制电路原理图设计如下图设计的路灯控制器电路原理图，使此路灯控制器白天，光敏电阻R2呈现低阻状态，呈现低阻状态，VT1VT1基极电位降低，基极电位降低，VT1VT1和VT2处于截止状态，处于截止状态，继电器继电器K 不吸合，灯L 不亮。

当夜幕降临时，不亮。

当夜幕降临时，R2R2阻值逐渐变大，阻值逐渐变大，VT1VT1基极电阻上升，当上升到一定程度后，程度后，VT1VT1导通，导通，VT2VT2随之导通，继电器K 吸合，灯L 点亮。

图2 2 电路原理图电路原理图电路原理图稳压电路光控电路光控电路 声控电路声控电路声光控电路延时电路延时电路 开关电路开关电路 照明电路照明电路整流电路电源电路电源电路2.1光敏电阻调光路光敏电阻调光路当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加，当周围光线变弱时引起光敏电阻的阻值增加，使加在电容上的电压上升，使加在电容上的电压上升，使加在电容上的电压上升，达达到增大照明灯两端电压的目的。

利用P r o t e u s仿真实现路灯自动控制开关电路的设计The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020路灯自动控制开关电路的设计组员：班级：设计一个路灯自动控制开关电路，用光敏传感器实现自控，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯。

控制电路用电池供电，熄灯后电路耗电小。

简要具体实现：当傍晚光照强度渐弱或清晨光照强度渐强来控制路灯的通或断开。

主要利用光敏电阻作为光敏传感器，555作为滞后比较器来设计电路，当光线强到一定程度时，555的输出发生跳变，当光线暗到一定程度时，555 的输出也要发生跳变。

一.设计的作用自动控制开关路灯电路，用光敏传感器实现自控，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯，通过自动控制路灯电路有效的节约了能源，更重要的是减少了人力和物力的浪费。

二.设计的具体实现1. 系统概述设计思想就是通过光敏电阻遇关改变阻值从而影响端电压的特性，利用555定时器构成的施密特触发器来控制继电器的关断与闭合，使路灯亮灭。

施密特触发器是一种整形电路，它能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。

与普通触发器相比，它有以下特点：（1）具有两个稳定的状态，但没有记忆作用，输出状态需要相应的输入电压来维持。

（2）属于电平触发，能对变化缓慢的输入信号作出响应，只要输入信号达到某一额定值，输出即发生翻转。

(3)具有回差特性，电路对从低电平上升和从高电平下降的输入信号具有不同的阈值电压，这种回差特性使其具有较强的抗干扰能力。

利用555定时器构成的施密特触发器，当在白天时，输出产生高电平，继电器触点断开，路灯不亮；当在黑夜时，输出产生低电平，继电器触点闭合，路灯亮。

工作原理：当白天有光照射的情况下，光敏电阻呈低阻状态，2处于高电平，使触发器的输出端输出低电平，继电器断开路灯不亮，控制指示灯LED1亮。

基于单片机的太阳能路灯控制器电路设计摘要：介绍了以单片机为核心的太阳能路灯控制器的设计方案，对系统的硬件和软件设计做了说明。

系统以较少的按键实现了参数设置，采用PWM技术对蓄电池进行充电管理，采取了负载过流、短路保护措施。

系统具有可靠性高、操作简单等特点。

1 引言随着人们环保意识的加强以及资源的日渐紧张，新能源的利用已快速进入人们的生活。

太阳能路灯以太阳光为能源，白天充电、晚上使用，无需铺设复杂、昂贵的管线，可任意调整灯具的布局，安全节能无污染，充电及开/关过程采用光控自动开关，无需人工操作，工作稳定可靠，节省电费，免维护，太阳能路灯的实用性已经得到人们的认可。

本文介绍基于单片机的太阳能路灯控制器的方案设计，对12 V 和24 V 蓄电池可自动识别，可实现对蓄电池的科学管理，指示蓄电池过压、欠压等行状态，具有两路负载输出，每路负载额定电流可达5 A，两路负载可以随意设置为同时点亮、分时点亮以及单独定时等工作模式，同时具有负载过流、短路保护功能；具有较高的自动化和智能化水平。

2 硬件电路组成及工作原理2.1 系统硬件结构太阳能路灯智能控制器系统硬件结构如图1所示，该系统以STC12C5410AD 单片机为核心，外围电路主要由电压采集电路、负载输出控制与检测电路、LED 显示电路及键盘电路等部分组成。

电压采集电路包括太阳能电池板和蓄电池电压采集，用于太阳光线强弱的识别以及蓄电池电压的获取。

单片机的P3 口的两位作为键盘输入口，用于工作模式等参数的设置。

图1 系统硬件结构框图2.2 STC12C5410AD 单片机STC12C5410AD 是STC12 系列单片机，采用RISC型CPU 内核，兼容普通8051 指令集，片内含有10 KB Flash 程序存储器，2 KB Flash数据存储器，512 B RAM 数据存储器，同时内部还有看门狗（WDT）；片内集成MAX810专用复位电路、8 通道10 位ADC 以及4 通道PWM；具有可编程的8级中断源4种优先级，具有在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP），片内资源丰富、集成度高、使用方便。