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基于单片机太阳能路灯控制系统的硬件设计与实现太阳能路灯控制系统是一种高效节能、环保的路灯控制系统。
它通过使用太阳能电池板来收集太阳能，将其转化为电能，然后通过单片机来控制路灯的开关和亮度。
本文将重点介绍基于单片机的太阳能路灯控制系统的硬件设计和实现。
一、硬件设计1. 单片机：本系统采用AT89C52单片机作为核心处理器，具有高性能、低功耗、易于编程等优点。
2. 太阳能电池板：太阳能电池板是收集太阳光线并将其转化为电能的设备。
本系统采用带有充电管理功能的12V/10W太阳能电池板。
3. 电源管理模块：该模块主要用于对太阳能电池板进行充放电管理，确保系统正常运行。
本系统采用TP4056芯片作为充电管理芯片。
4. 亮度传感器：亮度传感器可以检测周围环境的亮度，并将其转化为模拟信号输出。
本系统采用LDR（光敏电阻）作为亮度传感器。
5. LED驱动模块：该模块主要用于对LED灯进行控制。
本系统采用ULN2003芯片作为驱动芯片。
6. 电池：电池是太阳能路灯控制系统的重要组成部分，用于存储太阳能转化而来的电能。
本系统采用12V/7AH铅酸蓄电池。
7. 其他元器件：如稳压器、滤波电容、继电器等。
二、实现步骤1. 搭建硬件平台：将各个模块按照设计图连接起来，确保每个模块正常工作。
2. 编写程序：编写单片机程序，实现对亮度传感器和LED灯的控制，并添加充放电管理功能。
3. 调试测试：对整个系统进行测试和调试，确保每个模块正常工作，并且整个系统可以稳定运行。
4. 安装调试：将太阳能路灯控制系统安装到路灯杆上，进行最终调试和测试，确保其在实际使用中可以正常工作。
三、总结基于单片机的太阳能路灯控制系统可以有效地利用太阳能资源，实现路灯的自动控制和节能环保。
通过合理的硬件设计和程序编写，可以使该系统具有稳定性、可靠性和高效性。
“兆易创新杯”第十三届中国研究生电子设计竞赛商业计划书专项赛商业计划书项目名称: 基于52单片机的风光互补路灯控制器队伍名称:联系人:电话:电子邮件:地址:[2018年5月25日]目录摘要 (1)一、项目意义 (2)二、团队介绍 (5)三、产品内容 (6)四、行业及市场情况 (16)五、营销策略 (17)六、融资说明 (18)七、财务计划 (19)八、风险控制 (20)九、项目实施难度 (21)十、其他 (22)摘要世界能源出现枯竭，发展新能源迫在眉睫。
经过近30年的发展，我国光伏发电产业已初具规模，但在总体上和国外相比仍然有一些差距：我国的光伏发电的生产规模较小；光伏发电的技术水平较低；光伏电池的使用效率及封装水平都与国外存在差距；我国的光伏发电的产出成本高；光伏发电的材料性能与国外有一定的差距，而且部分只能采用进口材料；此外，我国西部以及东部沿海地区，除了光照能源还有较高的风能开发能源，该两者都是绿色无污染能源。
两者的市场培育和发展迟缓，缺乏培育和开拓的支持政策与措施。
基于此，本团队在市场调研的基础上，设计了基于STC89C52单片机的太阳能风能互补路灯控制系统。
该系统以成本低、技术成熟的52系列单片机为基础，能够实现对风能与太阳能的综合利用，以及路灯的开关自动控制，其成本低，效率高且可靠性好，具有较高的商业推广价值。
一、项目意义1.1 项目背景20世纪末二十一世纪初，各国意识到基于煤炭、石油等不可再生能源的能源危机，开始着手寻求新型能源，各类能源相继被应用于各个领域，尤其是太阳能与风力。
虽然这些能源转换的效率并不高，但是其储备量大，清洁，可再生，继而被应用于各个场所，应用于各类发电，并且太阳能在在为人造卫星提供能源方面利用的比较广。
太阳能是太阳内部或是太阳表面的黑子连续不断的核聚变产生的能量，并且地球上的能量无不是间接或者是直接来自太阳能，植物通过光合作用，将太阳能转换为化学能从而存储起来，而人类常用的煤炭，石油与天然气等化石能源也是由远古时代的植物经过化学演变而成。
本科毕业论文（设计）题目（中文）基于单片机的太阳能路灯设计及仿真（英文)Based on SCM solar street lamp design and simulation学院信息与机电工程学院年级专业 2010级电气工程及其自动化学生姓名吴昊昊学号 100154999指导教师董瑞丽完成日期 2014 年 4 月上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《基于单片机的太阳能路灯设计及仿真》是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。
除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
本人完全意识到本声明应承担的法律责任。
作者签名：日期：年月日在本文中,我们计划了含有单片机STC12C2051和时钟芯片DS1302的一个结合时钟控制和光线控制的太阳能路灯控制系统(此句不通）。
使用常见的存储器AT24C02存储路灯开关时间，光敏电阻来实现光开关。
傍晚天黑时光敏电阻控制路灯开启，行人稀少的凌晨按照预先设定的时间熄灭街灯，早上行人增加时按照预先设定的时间点亮街灯，早上根据照明水平日出自动切断电路的。
本文描述了整个系统的的工作原理和大部分电路，描述了单片机的优化设计和研究。
太阳能路灯的部分构成如下：光能电池、铅酸免维护电池、超亮LED, LED 路灯系统等。
太阳能是一种取之不尽、用之不竭的能源,是人类最有发展前途的能源。
当今世界能源短缺，环境污染日益严重。
尽可能多地发展太阳能技术已成为世界各国政府在可持续发展的主要方法。
与白炽灯等照明方法相比，超高亮度LED灯体积小，重量轻，可靠性高，方向性好，并在各种恶劣的环境下工作稳定等优点。
而且除了太阳能LED 灯超节能外还有安装方便等优点。
关键词：太阳能电池； LED；时控电路；光控电路；控制器；铅酸蓄电池AbstractIn this article, we plan to contain and STC12C2051 MCU clock chip DS1302, a combination of clock control and light control of solar street light control e common memory AT24C02 street lamp switch time, photosensitive resistance to realize optical switch.In the evening when it gets dark, photosensitive resistance control street lamp open, pedestrians are according to the preset time put out the street light in the morning, morning pedestrians increases according to the preset time to light up the street light, cut off the circuit automatically according to the illumination level, in the morning.Solar street lamps parts as follows: solar batteries, lead-acid maintenance-free batteries, super bright LED, LED street lamp system, etc.Solar energy is an inexhaustible, inexhaustible energy, is the human most promising energy development.In today's world energy shortage, environment pollution is becoming more and more serious.And in addition to the solar LED lights super energy saving and convenient installation.Key words: solar cells;The LED;The control circuit;Electric circuit;The controller;Lead-acid battery目录上海师范大学本科毕业论文（设计）诚信声明 (I)上海师范大学本科毕业论文（设计）选题登记表 (II)上海师范大学本科毕业论文（设计）指导记录表 (Ⅳ)中文摘要及关键词 (Ⅴ)英文摘要及关键词 (Ⅵ)第一章绪论1.1研究背景 (1)1.2国内外研究现状和发展趋势 (1)1.3本文的主要研究内容 (2)第二章方案论证 (2)2.1设计要求 (2)2.2方案选择 (2)第三章系统总体框图 (3)第四章系统硬件设计 (4)4.1电源电路 (4)4.2太阳能电池板组件 (4)4.3蓄电池 (5)4.4照明负载 (6)4.5蓄电池和太阳能板的选用 (7)4.6显示电路 (8)4.7过充、过放控制电路 (9)4.8DS1302的结构及工作原理 (10)4.9存储器AT24C02简介 (111)第五章系统软件设计及仿真 (133)5.1系统软件设计 (13)5.2系统的仿真 (16)结束语及致谢 (21)参考文献 (222)附录 .............................................. 错误！未定义书签。
国家级大学生创新创业训练计划工程申报表推荐学校郑___________________________ 项目名称大_________ 项目类型V创新训练工程□创业训练工程□创业实践工程_________所属一级学科名称电气工程所属二级学科名称_________________________________ 项目负责人______________ 杨朝勋___________________ 申报日期___________________ 2018年3月17日 _______二O—二年三月工程名称一、工程实施的目的、意义随着经济和社会的发展，节能减排工作的深入，中国城市化建设进程的加快，作为城市基础设施和城市景观之一的路灯建设和管理，越来越引起政府各部门的高度重视和社会各界的广泛关注。
由于太阳能具有无污染、无噪音、取之不尽、用之不竭的优点，LED灯又具有长寿命、节能环保的优点，因此，太阳能光伏发电技术与大功率LED照明技术相结合，构成绿色照明系统越来越受到政府和科研人员的关注，各种太阳能LED 路灯控制器也相继被开发出来。
我国的路灯总数超过1亿盏，只要其中的6000万盏改成太阳能路灯，其每年节省的电量就超过一个三峡水电站的发电量，如果把今后每年新增的2000万盏路灯全部改用太阳能路灯，三年下来又是一个三峡水电站。
由此可见太阳能路灯的节能效果是非常可观。
同时，随着太阳能产业化进程和技术开发的深化，太阳能光伏发电系统的效率、性价比将得到迅速提高。
因此，太阳能LED路灯具有极好的市场前景，而且也是开发可再生能源的一种最佳途径。
开发和利用太阳能是远有前景，近有实效的事业。
推广太阳能光伏发电技术在LED路灯照明中的应用是一个具有重大意义的课题。
二、工程研究内容和拟解决的关键问题研究内容：1、白天如何充分利用太阳能给阀控铅酸式密封蓄电池充电。
2、夜晚如何根据大功率LED的特性控制蓄电池放电。
拟解决的关键问题：1、将太阳能的最大功率点跟踪vMPPT）技术与蓄电池的多阶段充电方法有机结合起来，提咼系统对太阳能的利用率，延长畜电池寿命。
基于AT89C52的LED智能路灯控制系统设计朱平哲【摘要】To solve lighting system questions of Lighting control method and function, this paper proposed a intelligent LED street lamp controller based on AT89C52. The system used constant current source and Sensor and automatic detecting technology to drive the lamps with dimming capabilities. The supply output power of street-driven power could be set within the specified scope so it can adjust brightness automatically according to environmental light changing switch and adjusted control state automatically according to traffic. When the lamp failed to light, it may be audible and visual alarm signals and display street address of fault ones. The system has been tested to prove low energy consumption, cost-effective and high practical value.%为解决现有路灯控制系统在灯光控制方法、节能及功能方面的不足，提出了一种以AT89C52单片机为核心的LED智能路灯控制系统。
太阳能LED超级电容路灯设计（含电路图）随着经济的发展和社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，寻找新能源已成为当前人类面临的迫切课题。
由于太阳能发电具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性，太阳能被认为是二十一世纪最重要的能源。
太阳能的存储是太阳能产品发展的关键，目前主要采用各种电池，但是电池的充电时间长、寿命短以及不环保一直是太阳能产品发展的瓶颈，而超级电容器作为一种充电快、寿命长、绿色环保型储能元件，它给太阳能产品的发展带来了新的活力。
本文详细介绍了一种超级电容器太阳能草坪灯的设计及实现方法。
该草坪灯很好的结合了太阳能和超级电容器的优势，它无需安装其他电源，就可以主动发光，还能够根据环境光线的强弱自动控制灯的开关，而且安装方便、不用布线、工作稳定可靠、免维护、环保无污染、使用寿命长，可广泛应用于广场绿地、小区草坪等场所。
1 设计选择1.1光源的选择由于LED技术目前已经实现了关键性突破，同时性能价格比也有较大地提高。
现在的LED寿命已可达到100 000h以上，而且工作电压低，非常适合应用于太阳能草坪灯上。
另外，LED由低压直流供电，其光源控制成本低，可以调节明暗，并可频繁开关，而且不会对LED的性能产生不良影响。
因此，从可靠性、性价比、色温和发光效率等几个方面综合考虑，设计时可选择额定电压为3.3 V、工作电流为6 mA的超亮LED作为光源。
由于草坪灯不但要有装饰作用，还要有一定的照明功能，故可选择8个LED 使用。
1.2太阳能电池的选择太阳能电池是依据半导体PN结的光伏效应原理把太阳光能转化为电能的半导体器件，是超级电容器太阳能草坪灯的核心器件。
太阳能电池性能的好坏直接决定着能量的转换效率及输出电压的稳定性，同时也直接决定了超级电容器太阳能草坪灯的性能。
因此，设计时应采用性价比比较好的单晶硅太阳能电池。
由于地球上各个地区的太阳年总辐射量与平均峰值日照时数不同，太阳能草坪灯的设计和灯的使用地理位置是有关系的，太阳能电池组件额定输出功率和灯具的输入功率之间的关系大约是2～4：1，具体比例要根据灯的每天工作时间以及对连续阴雨天的照明要求决定。
石家庄铁道大学四方学院毕业设计大功率太阳能LED路灯恒压控制器设计The Design of High-power Solar LED Lamps Constant Pressure Controller2011 届电气工程系专业 _学号 _____学生姓名 _______指导老师钟爱琴_________完成日期 2011年5月25日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要随着化石燃料的日益短缺，人们意识到不改变目前能源结构的话能源危机即将到来。
太阳能作为一种新能源得到了人们广泛认可，因为它不仅无污染而且还属于可再生能源。
在这种情况下，大功率太阳能LED路灯恒压控制器自然地出现在人们日常生活中，并且受到人们的认可和好评。
它不仅使能源得到有效的利用，而且有很多优点：比如说，自动性、智能性、便捷性等等。
本课题对大功率太阳能LED路灯控制器进行研究，其中主要由BOOST电路来实现升压，采用了STC12C5204AD作为主控制芯片，研究设计了电压和工作时间可调的路灯恒压控制器。
首先，我们提出了设计方案，并且对电源电路和BOOST电路进行了设计和分析。
其次，对电路中涉及到的关键元件参数进行了计算和校验，设计中使用了积分放大电路，实现了对信号的处理和对UC3843芯片的给定控制，实现了对电路最大电流的限流控制；然后利用C语言编写了相应的控制程序，完成了对电压和路灯工作时间的调整，将软件和硬件电路很好的结合了起来。
最后应用PROTEL工具设计了电路原理图，并根据原理图绘制出了PCB图纸，减少了跳线连接中因连线过多对信号造成的不必要的干扰，提高了电路的效率和性能，并最终根据设计定制的PCB板进行实物焊接。
关键词：太阳能路灯控制器STC单片机BOOST升压电路AbstractWith growing shortages of fossil fuels, people realized that if we don't change the current energy structure energy crisis is coming. Solar energy as the one kind of new energy got widely recognized, because it is not only no pollution but also belong to renewable energy. In this case, high-power solar LED lamps constant pressure controller naturally occur in people's daily life, and receives people's recognition and praise. Not only does it make efficient energy use, and it has a lot of advantages: for example, automaticity, intelligent , convenience and so on.This topic for high-power solar LED lamps controller, the major research by BOOST circuit to realize STC12C5204AD booster, adopted as the principal control chip, study design the voltage and working time adjustable street lamp constant pressure controller.First, we put forward the design schemes, design and analysis the power circuit and BOOST circuit. Secondly, involved in the circuit parameters, the key element is calculated and calibration, design USES the integral amplifying circuit, realize the signal processing and UC3843 chips for a given control of circuit, realizing the maximum current limited flow control; Then use written in C language corresponding control procedures, completion of the voltage and lamp working time adjustment, the software and hardware circuit good a combination. Finally the application of PROTEL tool design the circuit diagram, and according to the principle chart drawing out the PCB drawings, reduce the jumper wire connection to signal for attachment caused by excessive interference, improve the unnecessary efficiency and performance of the circuit, and eventually according to the PCB design custom for real welding.Key words: Solar street lamp controller MCU BOOST目录第1章绪论 01.1选题的背景和意义 01.2国内外研究现状 (1)1.3研究内容和创新点 (2)1.3.1主要研究内容 (2)1.3.2主要创新点 (2)第2章太阳能路灯控制器设计方案确定 (4)2.1研究方案的比较和确定 (4)2.2最终方案介绍 (5)2.3给定系统框图及其简介 (6)第3章硬件电路 (7)3.1电源电路 (7)3.2BOOST升压斩波电路 (8)3.3PID电路 (9)3.3.1PID电路工作原理 (9)3.3.２UC3843芯片 (10)3.4单片机接口电路 (11)3.4.1STC12C5204AD芯片 (12)3.4.2数/模转换电路 (13)3.4.3按键模块 (15)3.4.4显示模块 (15)第4章软件设计 (17)4.1主程序流程框图 (17)4.2各个子程序流程框图及简介 (18)4.2.1定时子程序 (19)4.2.2升压子程序 (20)4.2.3开/关灯子程序 (21)第5章结论和展望 (22)5.1结论 (22)5.2展望 (22)第6章总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 (26)附录A外文资料 (26)附录B电路原理图 (37)附录C元器件清单 (39)附录D程序 (42)第1章绪论1.1选题的背景和意义能源是经济发展、社会进步和人民生活水平提高的物质基础。
太阳能路灯控制硬件电路设计1太阳能路灯控制硬件电路设计太阳能路灯的控制硬件电路都是根据所需要的设备来设计的，它能控制从LED灯管、到恒流电路模块等多种设备。
主要有普通控制线路、电路模块，光敏电阻，超低智能模块等组成。
1.1控制线路控制线路主要包括：主电路，备用电源电路，照度反馈电路，节电电路，LED驱动电路，亮度调节电路，电源检测电路等。
1.1.1主电路主电路是整个路灯控制系统的核心，主要功能是控制灯的开关，控制亮度，以及进行节电控制。
主电路包括电源模块、保护电路、智能控制模块和LED控制模块等。
保护电路主要包括熔丝、避雷器等，用于保护其他电路；智能控制模块负责管理整个灯的亮度、节电等；LED控制模块负责对LED灯管的导通，保证照明效果稳定。
1.1.2备用电源电路备用系统与主电源电路相比，系统控能力要弱，但能保障灯在断电情况下不受影响，并自动恢复正常亮度。
备用电源电路主要包括太阳能电池、充电模块、乐鑫模块和电池等。
1.1.3其他电路照度反馈电路，电路设置有一个光敏电阻，通过光敏电阻感应外界环境光照情况，将环境光照强度的信号传回智能控制模块，从而达到根据天气变化自动调整灯的亮度。
节电电路，在晚上或阴暗的环境下，智能控制模块通过传感器获取环境光强度，若环境光照强度达到一定标准，则智能模块会自动调整路灯的亮度达到节能的目的；LED驱动电路，通过MOS管的控制，实现LED的开关和亮度调节；亮度调节电路，通过摇杆调节亮度和节电控制；电源检测电路，根据环境是否满足电源的条件来检测电源是否正常。
以上内容为太阳能路灯控制硬件电路的设计，其中智能控制模块是该系统核心，它负责将其他模块的信号综合处理，根据实际情况调整灯的亮度和控制节电等。
太阳能路灯的控制硬件电路，使我们在使用太阳能智能路灯时得到更加便捷、更加安全高效的相关服务。
52单片机的智能路灯毕业设计一、设计题目基于52单片机的智能路灯控制系统二、设计任务1.设计一个使用52单片机的智能路灯控制系统。
2.实现路灯的自动开关功能，根据环境光线和时间自动调节路灯亮度。
3.实现路灯的远程监控功能，可以通过手机APP或电脑软件进行控制。
4.实现路灯故障检测和报警功能，及时发现和处理故障。
三、设计要求1.电路设计简洁、可靠，易于维护和扩展。
2.软件编程语言采用C语言，程序结构清晰，易于阅读和维护。
3.实现低功耗设计，降低路灯系统的能耗。
4.遵循国家和学校的毕业设计相关规定，保证设计的安全性和合法性。
四、总体设计方案1.系统组成：智能路灯控制系统主要由52单片机、光线传感器、时钟模块、PWM调节模块、4G/WiFi模块、故障检测模块等组成。
2.工作原理：通过光线传感器检测环境光线强度，将信号传送给单片机进行处理，单片机根据时间信息和光线信息自动调节路灯亮度。
同时，通过4G/WiFi模块接收远程控制信号，实现路灯的远程监控。
另外，通过故障检测模块检测路灯故障，及时发出报警信号。
3.电路设计：根据系统组成和工作原理，设计电路图和PCB板图，选用合适的元件和芯片，确保电路的稳定性和可靠性。
4.软件编程：根据系统需求和硬件平台，采用C语言进行软件编程，实现各项功能和控制逻辑。
5.测试与调试：完成软硬件联调，进行各项功能测试和性能测试，确保系统的稳定性和可靠性。
6.文档编写：编写设计报告、使用说明书和技术文档，对整个设计过程进行详细记录和总结。
五、硬件设计1.主控制器：采用52单片机作为主控制器，负责整个系统的数据处理和控制输出。
2.光线传感器：选用适当的光线传感器，检测环境光线强度，将信号传送给单片机进行处理。
3.时钟模块：选用适当的时钟芯片或模块，提供实时时钟信息，以便根据时间信息自动调节路灯亮度。
4.PWM调节模块：选用适当的PWM调节芯片或模块，根据单片机的控制信号调节路灯亮度。
２００９年１２月第２０卷第４期照明工程学报ＺＨＡＯＭＩＮＧＧＯＮＧＣＨＥＮＧＸＵＥＢＡＯＤｅｅ．２００９Ｖ０１．２０Ｎｏ．４蒋培兴（绍兴文理学院物理与电子信息系，绍兴３１２０００）摘要：随着社会的发展和人口的增长，人们需要面对环境和资源的严峻挑战，于是新一代的照明灯具——太阳能ＬＥＤ路灯受到了越来越多的关注。
本文设计了一具双电源供电模式、具光控和时控功能、具有较强抗干扰能力的功率为４０Ｗ左右的太阳能ＬＥＤ路灯。
文中介绍了路灯ＬＥＤ发光面板的设计、太阳能电池与蓄电池的选择，同时详细讨论分析了路灯各部分驱动电路的工作原理，并对主要电路用Ｐｒｏｔｕｅｓ和ｋｅｉｌ软件进行了仿真。
仿真结果与理论分析结果相符。
关键词：太阳能；ＬＥＤ；路灯；电路设计；仿真ＣｉｒｃｕｉｔＤｅｓｉｇｎ＆ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＡＴ８９Ｃ５２ＬＥＤＲｏａｄＬｉｇｈｔｓＳｕｐｐｌｉｅｄｂｙＳｏｌａｒＥｎｅｒｇｙＪｉａｎｇＰｅｉｘｉｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＳｈａｏｘｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｒｔｓａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ，Ｓｈａｏｘｉｎｇ３１２０００）ＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｓｏｃｉａｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｐｏｐｕｌａｔｉｏｎｇｒｏｗｔｈ，ｐｅｏｐｌｅｎｅｅｄｔｏｆａｃｅｔｈｅｓｅｖｅｒｅｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Ｓｏｔｈｅｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｌｉｇｈｔｉｎｇ－ｓｏｌａｒ—ｐｏｗｅｒｅｄＬＥＤｒｏａｄｌｉｇｈｔｓｈａｖｅｂｅｅｎｔｏｏｋｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａＬＥＤｒｏａｄｌｉｇｈｔｓｓｕｐｐｌｉｅｄｂｙｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙｗｉｔｈ４０Ｗｏｕｔｐｕｔｐｏｗｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄａｄｕａｌｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｍｏｄｅｉｓａｄｏｐｅｄ．ＴｈｅＬＥＤｒｏａｄｌｉｇｈｔｈａｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇａｎｄｔｉｍｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｓｏｌａｒ—ｐｏｗｅｒｅｄＬＥＤｒｏａｄｌｉｇｈｔｓａｎｄｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄａｎｄｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｓｏｌａｒｃｅｌｌａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎｏｆＬＥＤｐａｎｅｌｈａｖｅａｌｓｏｂｅｅｎｇｉｖｅｎ．Ｅａｃｈｐａｒｔｏｆｃｉｒｃｕｉｔｓｉｎｔｈｅｓｏｌａｒ－ｐｏｗｅｒｅｄＬＥＤｒｏａｄｌｉｇｈｔｓｈａｓｂｅｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ。
Ａｔｌａｓｔ，ｔｈｅｍａｉｎｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙＰｒｏｔｕｅｓａｎｄＫｅｉｌｓｏｆｔｗａｒｅｓ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｌｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙ；ＬＥＤ；ｒｏａｄｌｉｇｈｔｓ；ｃｉｒｃｕｉｔｄｅｓｉｇｎｉｎｇ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ１引言ＬＥＤ作为第四代照明光源，正以其独有的优越性在城市美化、道路照明、庭院照明、室内照明以及其他各领域中得到越来越广的应用。
尤其在偏远无电地区，太阳能照明灯具以其不可阻挡的优势得到迅速的推广应用ｕ’２］。
某作者¨ｏ对ＬＥＤ灯中的太阳能电池板的安装、控制器的功能、铅蓄电池的安置和恒流驱动电路等进行了探讨，但没有给出控制器等关键电路的设计和仿真。
另一些作者Ｈ１从光源设计、驱动电路设计和散热设计３方面说明了ＬＥＤ路灯设计中应遵循的原则，但使用的电路没有实现智能化，无法进行程序控制。
本文设计和仿真了一基于ＡＴ８９Ｃ５２单片机智能控制的，功率约为４０Ｗ太阳能ＬＥＤ路灯。
它采用了双电源供电模式，具备光控和时控功能，抗干扰能力较强。
文中主要介绍了太阳能ＬＥＤ路灯发光面板照明工程学报２００９年１２月的设计、太阳能电池与蓄电池的选择，同时详细分析和讨论了路灯各部分的电路设计及工作原理，并应用Ｐｒｏｔｕｅｓ和ｋｅｉｌ软件对ＬＥＤ路灯的充电电路、升压电路和控制电路进行了仿真。
仿真结果与设计指标一致。
２太阳能ＬＥＤ路灯硬件电路设计２．１系统硬件组成太阳能ＬＥＤ路灯系统主要由太阳能电池组件、ＬＥＤ灯具、灯杆和控制箱（内有充电器、控制器、蓄电池等等）四部分构成ｂ］。
本文设计的太阳能ＬＥＤ路灯总功率约为４０Ｗ。
电路的结构原理图如图１所示。
从中可以看出，该系统采用的是双电源供电。
系统电路主要由太阳能电池、蓄电池、充电电路、升压电路、控制电路、电ＬＥＤ驱动电路和ＬＥＤ阵列组成。
图１太阳能ＬＥＤ路灯系统结构２．２ＬＥＤ工作原理与电路设计ＬＥＤ具有对电压敏感的特性，本设计选用的是杭科电子公司制造的型号为ＨＫＰ．Ｄ１Ｗ１的３０颗的白光ＬＥＤ。
从图２（Ａ）所示的ＬＥＤ特性曲线图可知，当正向电压达到３．４Ｖ以后只要稍微改变顺向电压，正向电流就会有很大的变化。
为了得到预期的亮度并且避免正向电流超过ＬＥＤ的最高额定电流，因此本文采用的ＬＥＤ驱动方式为电流驱动。
ＬＥＤ阵列采用５行６列的形式，电路如图２（Ｂ）所示。
ＬＥＤ选用同一公司同一批次的产品，这样可以认为每颗ＬＥＤ的特性基本相同的。
因此流过每一列ＬＥＤ的电流均为３５０ｍＡ，也就是该一型号的ＬＥＤ的典型工作电流。
系统的照明功率约为４０ｗ，光通量约为１２００１ｍ。
（Ｂ）图２ＬＥＤ特性曲线及整列图２．３太阳能电池与蓄电池的原理及选择本设计的太阳能ＬＥＤ路灯主要应用于江南地区，采用大功率ＬＥＤ光源，路灯功耗为３６．７５Ｗ，每天工作９小时，正常情况下，蓄电池能保证连续供电４个阴雨天。
江南地区峰值日照时间约为３．４３２ｈ。
ＬＥＤ发光面板的工作电压为１７．５Ｖ，总功率为３６．７５Ｗ。
因此负载日耗电量为３６．７５÷１７．５Ｘ９＝１８．９ＡＨ。
所需太阳能组件的总充电电流为１．０５×１８．９×（１６＋４）÷１６÷（３．４３２×０．８５）＝８．５１Ａ，其中，１．０５为太阳能电池组件系统综合损失系数，蓄电池充电效率为０．８５，两个连续阴雨天的时间间隔假设不小于１６天。
太阳能电池的最小功率约为１７．５×８．５１＝１４８．９Ｗ，因此采用峰值输出功率为１５０Ｗ，单块输出功率为７５Ｗ的太阳能电池组基本可以保证全年大多数情况下的正常运行。
本设计选择了最常见的１２Ｖ蓄电池。
结合上面的数据，可以算出负载日耗电量为３６．７５÷１２×９＝２７。
６（ＡＨ），在蓄电池充满电的情况下保证４个连续商滞蕊滞滞潭滞茹辩溢。
一一一一一一一～一第２０卷第４期蒋培兴：基于ＡＴ８９Ｃ５２的大功率太阳能ＬＥＤ路灯电路设计与仿真６３４电路的仿真与结果讨论图６系统软件流程图本文应用Ｐｒｏｔｕｅｓ和ｋｅｉｌ软件对充电电路、升压和控制电路进行如下仿真。
图７是对充电电路进行的软件仿真，从图中我们可以看到，输人电压为１７．５Ｖ时，其输出端的电压为１５．１Ｖ，与理论值基本一致。
图７充电电路仿真图图８是对升压电路进行的仿真，图中电子继电器线圈的两端加上５Ｖ电压后，蓄电池到倍压电路的开关导通，此时在方波信号产生器（频率ｌｋＨ）的驱动下，倍压电路开始工作。
从图中的电压探针上，我们可以看到，倍压电路输人端电压为１２ｖ，输出端约为２４Ｖ，确实达到了预期的效果。
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从图中可以看出，该路灯现在是在晚上８：３２，此时周围没有强光，蓄电池电压正常。
这个时候，单片机Ｐ１。
３口上输出一个高电平，连接蓄电池到倍压电路的电子继电器触点闭合，同时Ｐ１．２口上输出约ｌｋＨ得方波信号，于是倍压电路开始正常工作，ＬＥＤ路灯开始发光。
图１０是模拟在工作状态下的路灯检测到蓄电池低电压时反应。
从图中可以看出，这个时候连接Ｐ１．１口的ＬＥＤ灯亮了，表示市电模式的开关已经打开。
而Ｐ１．２口上没有信号产生，Ｐ１．３口上出现低电平，表示蓄电池供电电路已经断开，系统已经进入市电模式。
图１０欠压状态路灯仿真图１１是模拟白天太阳照射下的太阳能ＬＥＤ路灯，从图中可以看出，这个时候，Ｐ１．２口上没有信号，Ｐ１．３口上出现低电平，蓄电池供电电路已经断图１１充电状态路灯仿真开。
连接Ｐ１．１口的ＬＥＤ灯没亮，市电模式开关也没有打开，也就是说这时路灯已经被关闭了。
同时我们发现连接Ｐ１．０口的ＬＥＤ亮了，说明充电电路的开关已经打开，系统此时正在充电。
５结论太阳能ＬＥＤ路灯集太阳能与ＬＥＤ两者之优点与一身，是解决当前能源危机和环境问题的一种大胆尝试。
本文设计的太阳能ＬＥＤ路灯功率约４０Ｗ，主要是利用太阳能来进行工作的，为了保证自身的正常工作，还接入了市电作为预备能源，以应对连续的阴雨天所导致的蓄电池电量不足而可能引起的一系列问题。
太阳能ＬＥＤ路灯能自动对蓄电池的充电和放电行为进行切换，当白天或者周围光线充足时，自动关闭路灯，并对蓄电池进行充电，直至蓄电池的电压达到１４．３Ｖ的过充临界值时停止充电。
到了晚上，该路灯自动开启灯光并检测蓄电池的电量状态，发现电量不足，即蓄电池电压低于１１Ｖ时自动转换成市电模式。
本文中的太阳能ＬＥＤ路灯具有光控和时控功能，还具有防闪电等外光源干扰的功能。
本文还对设计方案中的程序和主要电路进行了仿真，仿真结果与理论相符。
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