采用STM32 单片机的太阳能LED街灯解决方案
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基于STM32FEBK太阳能与市电互补照明系统控制器设计太阳能照明是人类开发利用太阳能的一个主要用途,然而,由于太阳能辐射的不连续性和间歇性,以及目前单纯太阳能照明系统的投资和成本较高、部分技术不够成熟等原因,太阳能照明系统经常出现在连续阴雨天时,由于蓄电池电压不足而导致负载不能点亮的情况。
将太阳能与市电组成双电源互补供电照明系统,不仅可以有效解决太阳能利用不稳定的问题,还可以适当减小太阳能电池和蓄电池的容量,降低开发利用太阳能技术的成本,同时满足系统的可靠性和经济性要求。
北京首矽致芯科技有限公司是一家专业从事PCB抄板、电路板抄板(克隆)、芯片解密、PCB设计、PCB生产加工、抄数、元器件仿制克隆、软硬件开发设计的技术服务型企业。
本文所设计的基于STM32FEBK的系统控制器,充分利用单片机的内部资源,具有结构简单、功耗低等特点。
经调试实验证明,控制器各项功能完成良好,具有较高的实用价值和良好的应用前景,对太阳能LED照明系统的推广应用具有参考意义。
控制器的主要功能及组成本文所设计的控制器供街道和住宅小区夜间利用太阳能和市电互补照明系统使用,根据照明实际状况,设计控制器具有如下功能:(1)支持12V直流系统工作电压;(2)支持最大至4A的充放电电流;(3)支持直流、脉冲两种充电方式;(4)具有深夜使半导体照明灯具亮度减半的功能;(5)蓄电池电量不足时,自动切换到市电电源供电;(6)能检测太阳能电池的电压,自动转换工作模式;(7)能检测蓄电池的电压,对蓄电池的充、放电过程进行控制;(8)具有防反充电保护、过充电保护、过放电保护和负载短路保护功能;(9)具有电子时钟和计时功能。
所示为以STM32FEBK为核心的控制器外围电路示意图。
主要由PIC单片机、时钟电路、电压采样电路、开关驱动电路、时钟控制和数码管显示电路组成。
单片机PIC16F877A是控制器的核心,外围电路包括开关控制电路、数码管显示及驱动电路、工作状态显示等。
基于单片机的太阳能路灯控制系统概述太阳能路灯是一种节能环保的新兴路灯,其优点在于不需要外接电源,只需利用太阳能进行充电,从而在夜间提供照明服务。
本文将介绍一种基于单片机的太阳能路灯控制系统,该系统能够自动调节亮度,提高能源利用率,同时延长路灯使用寿命。
设计方案该控制系统由三个主要部分组成:太阳能电池板、可充电蓄电池和单片机控制电路。
太阳能电池板将光能转化为电能,通过充电控制电路将电能储存到可充电蓄电池中。
如图所示:system_designsystem_design在夜间,单片机控制电路将控制电路工作在路灯的亮度调节模式下。
当路灯检测到环境亮度低于一定阈值时,系统将开启路灯以提供光照服务。
当环境亮度逐渐升高时,系统将自动调整亮度,以达到最佳能耗效率。
该系统还具有手动控制功能,这意味着用户可以在必要时手动开启或关闭路灯。
系统实现该系统采用了一块ATmega328P单片机,它是一款高性能、低功耗的8位微处理器。
该单片机具有丰富的程序存储器和数据存储器,可满足我们应用程序的要求。
为了测量环境亮度,我们使用一个光敏电阻,并将其连接到单片机的模拟输入引脚。
当电阻接收到的光线强度变化时,它的阻值将发生变化,并通过模拟信号输入到单片机中。
控制电路使用的是一个H桥直流电机驱动芯片,它可用于控制电机和灯的功率输出。
我们将其配置为驱动LED灯,以提供路灯的光照服务。
该系统还配备了一个电容充放电电路,用于确保可充电蓄电池的充电和放电过程。
该电路使用一个集成电路和几个外部元器件,通过PWM输出信号进行控制。
系统测试为了测试该系统的功能,我们将其放置在光线较强的环境下进行测试。
通过多次测试,可以得出该系统具有以下功能:•延长路灯使用寿命•自动调节亮度•实现手动控制•具有过充保护和过放保护功能•系统运行稳定,可靠性高基于单片机的太阳能路灯控制系统是一种高效的节能环保产品。
该系统采用了新兴的太阳能技术,为城市的照明服务提供了更可靠、更环保的方法。
随着社会经济的繁荣发展,全国的交通网络也日趋完善,而路灯是夜间道路安全行驶的重要辅助系统之一[1].传统路灯的电能是通过铺设输电线给道路两侧的路灯提供,传统路灯的控制方式是采用分时控制、光控模式或者根据季节变化调整路灯的照明时间.一方面,传统输电线路的铺设、配电设备的安装、电能在传输过程中的损耗等都是客观存在的难题;另一方面传统单一的控制模式也无法满足人们对智慧交通的需求[2].在我们国家正在实施可持续发展的战略目标背景下,笔者提出了基于STM 32的太阳能路灯控制系统设计方案,本方案选择当下非常流行的低功耗嵌入式处理器STM 32F103ZET6为控制核心,以太阳能发电给路灯提供电能,采用声、光和红外感应等传感器全方位监控路面信息,给人们夜间或光照不足时的出行提供智能化服务.1系统结构与工作原理基于STM 32的太阳能路灯控制系统的供电系统由太阳能电池板、蓄电池和充放电管理模块等组成;控制系统由光照强度采集模块、声音采集模块、红外感应传感器模块、Zi gB ee 通信模块和报警模块等部分组成,系统框图如图1所示.系统选择意法半导体公司推出的基于Cor t ex-M 3内核的32位微处理器STM 32F103ZET6,该处理器的资源非常丰富,具有64K B SR A M 、512K BFl as h 、2个基本定时器、4个通用定时器、3个SPI 、2个I ⁃I C 、5个串口、3个12位A D C 、一个12位D A C 和112个通用I /O 口,完全能够满足系统开发需要.本系统的核心是如何在有光照时收集太阳能并转化为电能存储在蓄电池中,然后在光线不足时给太阳能路灯提供电能,我们采用充放电管理模块和处理器内部集成的12位A D 采集蓄电池的电量信息,实现蓄电池的智能管理[3].此外,本系统采用光敏传感器、声音传感器和人体红外传感器等对光强度和道路行人等道路信息进行全方位监控.当系统检测到光线充足时,熄灭路灯,系统进入充电模式;当检测到路面光线较暗,同时通过人体红外传感器检测到有行人时,系统则开启太阳能路灯;当光线较暗但是长时间没有行人时,路灯变暗或熄灭进入节能收稿日期:2019-08-07基金项目:亳州学院“嵌入式系统开发与应用”创客实验室(2017cks y02);安徽省质量工程项目“名师工作室”(2014m s gzs 170);亳州学院科研项目(B SK Y 201533)基于STM 32的太阳能路灯控制系统设计郑祥明,陈夫进(亳州学院电子与信息工程系,安徽亳州236800)摘要:针对传统路灯采用分时控制、光控模式或者根据季节调整路灯的照明时间等单一控制模式的不足提出了基于ST M 32的太阳能路灯控制系统设计方案,系统选用ST M 32F103Z ET 6为控制核心,以Z i gB ee 技术实现路灯间的组网并采用声、光和红外感应等传感器全方位监控道路信息,给人们夜间或光照不足时的出行提供智能化服务,具有一定的实践意义.关键词:ST M 32;Z i gB ee ;系统设计;智能控制中图分类号:TP368.1文献标识码:A文章编号:1673-260X (2019)11-0107-03V ol .35N o.11N ov.2019赤峰学院学报(自然科学版)J our nal of Chi f engU ni ver s i t y (N at ur al Sci enceEdi t i on )第35卷第11期2019年11月图1系统框图. All Rights Reserved.模式.Zi gB ee 通信模块则可以实现各路灯之间的通信,检测路灯的工作状态.在光线不足的情况下行人通过时,路灯可以根据行人的行走方向提前开启部分路灯,实现人来灯亮,人走灯灭的智能监控效果.2硬件电路设计2.1最小系统设计最小系统由电源模块、STM 32F103ZE T6、复位电路、时钟电路、BO O T 启动模式选择和下载电路等部分组成.其中STM 32F103ZET6是系统的CPU ,其引脚资源和分布情况如图2所示.2.2光照信息监测模块光照检测传感器模块采用灵敏型光敏电阻传感器检测光照信息,模块工作原理如图3所示,通过电位器的调节可以调节传感器的灵敏度,使用宽电压LM 393比较器,使得信号更加稳定,驱动能力强[4].本系统CPU 的PD 0端直接与模块O U T 端相连,通过PD 0端检测的高低电平情况判断环境光线亮度情况(环境光照强度较弱时,O U T 端输出高电平;光照强度较强时,O U T 端输出低电平).即,当PD 0端口检测到高电平时系统控制路灯开启,当PD 0端口检测到低电平时系统控制路灯关闭,以实现系统智能光照调节的功能.2.3声音监测模块本系统选用的声音监测模块如图4所示,该模块具有灵敏度可调,数字开关量输出,安装方便,简单易用.模块接线如表所示,当系统检测PA 0端口为高电平时表明环境声音强度较弱,当检测到PA 0端口为低电平时表明环境声音较强,以此判断环境声音强度.2.4人体红外传感器模块系统选用的是LH I 778探头设计的人体感应模块(型号为H C -SR 501),该模块具有灵敏度高、可靠性强和超低压工作模式,广泛应用于安防产品、人体感应设备和工业自动化控制中,工作原理如图5所示.人体红外感应模块接线如表2所示,当有人进入感应范围O U T 端输出高电平,人离开一段时间O U T 端输出低电平,系统C PU 通过PB0口检测高低电平的状态判断路上有无行人.2.5Zi gBee 通信模块Zi gBee 网络具有三种网络形态节点,即:C oor ⁃di nat or (中心协调器)、R out er (路由器)和End D e ⁃vi ce (终端节点).Zi gB ee 通信具有低成本、低功耗、低时延、网络容量大、性能稳定和安全性高等特点[5].本系统选用的是工业级Zi gBee 模块,模块上电即图2系统CPU图3光照信息检测原理图图4声音检测模块引脚号引脚名称接线说明系统接线情况1O U T开关量输出接口(0和1),可直接与CPU I /O 口相连,也可以直接驱动继电器模块接PA 02V C C 外接3.3V -5V 电压接3.3V 电源3G N D外接G N D接系统电源地表1声音检测模块引脚说明图5人体感应工作原理图引脚号引脚名称接线说明系统接线情况1V CC 外接4.8V -20V 电压接5V 电源2O U T O U T 信号输出接PB03G N D外接G N D接系统电源地表2人体红外感应模块接线说明108--. All Rights Reserved.可自动组网,Coor di nat or自动给所有的节点分配地址,网络加入、应答等专业Zi gBee组网流程,同时利用串口进行数据传输,控制模块可存储和处理各路灯的数据信息[6].2.6报警模块系统报警模块采用的是LE D灯模拟,当系统正常工作时,绿灯点亮;当系统出现故障时,红灯闪烁. 3软件设计3.1光照信息检测模块系统具有光照检测功能,当光照充足时,路灯处于关闭状态;当光照信息不足时,再通过声音或者红外感应传感器判断是否有人,若有,则路灯开启,若没有则路灯关闭,程序流程图如图6所示.3.2声音监测模块系统具有声音检测功能,当夜间光照不足时可通过声音检测模块判断是否有人,若有人则通过处理器打开路灯,程序流程图如图7所示.3.3人体红外感应模块系统具有人体红外感应功能,能识别道路上是否有行人,再结合光照强度信息决定路灯的开合状态,程序流程图如图8所示.3.4Zi gBee通信模块系统Zi gB ee通信模块则可以实现各路灯之间的通信,在光线不足的情况下行人通过时,路灯可以根据行人的行走方向提前开启部分路灯,实现人来灯亮,人走灯灭的智能监控效果.4总结基于STM32的太阳能路灯控制系统利用Zi g⁃Bee通信模块实现路灯之间的无线通信,可以对整个路灯系统进行智能监控.同时,太阳能路灯的应用具有无须布线、使用清洁能源和维护方便等优点,具有较大的开发和应用空间.本系统目前弥补了传统路灯的按时控制的不足,可实现在光照条件不足的情况下根据路面行人的情况进行智能补光,具有一定的创新性和实用价值.由于智慧交通的发展需要,本系统还将继续优化,把太阳能路灯接入网络,实现对路面信息的网络化、可视化监控,为大家出行提供智慧化的服务.———————————————————参考文献:〔1〕梁晓梅.太阳能路灯在小城镇路灯改造中的应用[J].湖北农机化,2019(5):47.〔2〕王国义.基于物联网的太阳能路灯控制系统的研究[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2018 (6):32-35.〔3〕夏元兴,裴蕾,许瑞琦,等.太阳能路灯的运行与应用[J].中国战略新兴产业,2018(28):17.〔4〕孙天意,薛松,赵婧含等.太阳能路灯智能控制系统设计[J].科学技术创新,2018(14):176-177.〔5〕黄梓龙.浅谈智能式LED太阳能路灯控制器的设计[J].科学技术创新,2018(3):128-129.〔6〕张银蒲.基于Z i gB ee技术的太阳能路灯控制系统设计[J].仪器仪表与分析监测,2015(3):18-20.图6光照信息检测流程图图7声音检测流程图图8人体红外感应模块程序流程图109. All Rights Reserved.。
基于STM32 MCU 的太阳能-LED 街灯解决方案随着化石类能源的日益减少,以及温室气体的过度排放导致全球变暖问题越来越受到重视,人们一方面在 积极开发各类可再生新能源,另一方面也在倡导节能减排的绿色环保技术。
太阳能作为取之不尽、用之不 竭的清洁能源,成为众多可再生能源的重要代表;而在 照明领域,寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩 丰富、微型化的LED 固态照明也已被公认为世界一种节能环保的重要途径。
太阳能-LED 街灯同时整合了这能自动检测环境光以控制路灯的工作状态,最大功率点追踪 (MPPT ) LED,并带有蓄电池状态输出以及用户可设定 LED 工作时间等功系统结构与实现原理 目前街灯普遍使用的是市电供电的高压钠灯结构,其中高压钠灯的电子驱动部分需要把市电从交流转化为直流,再逆变到交流来驱动,导致系统效率较低;而且由于使用的是市电,需要铺设复杂、昂贵的管线。
太阳能-LED 街灯则不具备以上的问题,由于太阳能电池板输出的是直流电能,而 LED 也是直流驱动光 源,两者的结合更能提高整个系统的效率;太阳能的使用也免去了铺设电缆及其相关工程的费用。
图1是一个太阳能-LED 街灯的结构示意图。
太阳能电池板在太阳光的照射下,其内部 PN 结会形成新 的电子空穴对,在一个回路里就能产生直流电流;这个电流流入控制器,会以某种方式给蓄电池充电。
蓄 电池在白天的时候会接受充电,而在晚上则会提供能量给 LED LED 的工作是通过控制器进行的,控制器在 保证LED 恒流工作的同时,也会监测 LED 的状态以及控制工作时间长短。
连续阴雨天以及蓄电池电能不足 的情况下,控制器会发出控制信号来启动外部的市电供电系统(不包含在控制器中),保证 LED 的正常工 作。
夕卜部的市电供电系统只是作为后备能源,只有在蓄电池电能不足的情况下才会被使用。
蓄电池的充电 完全只是通过太阳能来实现的,以确保最大限度使用太阳能。
两者的优势,利用清洁能源以及高效率的LED 实现绿色照明。
单片机技术在太阳能路灯管理中的应用摘要近些年,太阳能路灯控制技术在全球范围内得到了大量的优化与创新。
作为全球最大的能源消费国,中国对于太阳能路灯的自动化管理显得尤为关键。
本研究采用AT89C51作为核心处理器,成功地实现了微处理器驱动的太阳能照明系统的关键功能。
在系统的硬件设计上,我们重点考虑了最少的MCU控制、光照强度探测、智能充电与防护等关键模块。
整个系统主要由AT89C51、晶振器及重置器构成。
其中,感光传感部分使用了感光电阻器,能够有效地控制路灯的启闭;而充放电模块则采用智能管理,避免电池的过度充电。
此外,我们也深入分析了系统的软件部分,确保了硬件功能得到充分发挥,从而实现路灯的智能管理及电池的合理使用。
通过实验模拟,我们证明了该设计能确保太阳能路灯资源的实时、高效、合理和充分利用。
关键词:太阳能路灯;光强度检测;单片机;控制系统;充放电第1章绪论1.1选题背景在国内,太阳能路灯的使用量居世界首位。
很多安装和利用电灯的单位都会指定一种日光灯。
然而,目前的路灯控制系统大都是单一的灯光控制,不能与外界进行网络连接,导致了对路灯的日常维护工作采取手工巡查的方式,造成了工作效率低下,实时性较差,增加了维护费用。
另外,因为太阳能路灯的每日电池容量是有一定的不确定性的,这与气候条件、电池的品质有关。
尽管太阳能路灯通过光控技术、分时线控技术、定制控制策略以及分时降功耗技术等技术来达到节电效果,但是在没有恶劣气候条件下,依然难以有效地克服阴雨和阴天对蓄电池的不利问题。
因为充电不足、电能消耗快,造成了电池的频繁断电,严重影响了电池的使用品质,使得它在运行不足一年后,因电池破损而急需检修。
1.2选题目的及意义1.2.1选题目的这些太阳能路灯都是以太阳光为能量来源,既环保又环保。
同时,太阳能路灯的主体部分是太阳能电池组,白天充电,晚上使用,电力和电力供应都是在一个地方进行,因此无需使用繁琐的管道,安装方法也比较灵活。
怎样以单片机为核心设计一个太阳能LED灯控制
器?
可作路灯或庭院灯使用,白天采用太阳能电池板给蓄电池充电,晚上采用两段式点灯,即天黑后点亮到深夜自动关闭,第二天天亮前自动点亮,天亮后关闭。
这里涉及的控制有:定时开关灯;蓄电池充电和放电电压的监测,防止过充电和过放电;环境光照强度的测量,作为晚上天黑时开灯和早晨天亮时关灯的依据。
由于一年四季黑夜的长度都不一样,所以第二天提前开灯的时刻也不一样。
要完成上述功能,用传统电路显然很麻烦,甚至无法实现,而使用可以使电路变得很简洁。
根据上述的功能要求对单片机有以下的要求:
1.单片机要处理两个模拟量:电池电压和环境照度,因此要求单片机有两个A/D转换器或两个电压比较器,比较一下用A/D转换器比用电压比较器外围电路更简单,引脚也少,因此决定采用A/D转换器;2.单片机有两个控制输出,一个控制充电,一个控制点灯。
加上两个A/D转换器要用两个输入端,这样要用4个I/O口,3.由于系统的程序容量并不大,因此程序存储器有1KB就足够了;4.太阳能电池和蓄电池实际上组成不间断电源,单片机的数据不存在掉电丢失的问题,而且每天都自动更新,因此可以不选用带EEPROM的单片机。
stm32点亮led灯实验原理小伙伴!今天咱们就来唠唠STM32点亮LED灯这个超有趣的小实验的原理。
咱先得知道STM32是个啥。
这STM32呀,就像是一个超级聪明的小管家,它能控制好多好多东西呢。
它内部有好多复杂的电路,就像一个小迷宫一样,但是别怕,咱们慢慢搞懂它。
那LED灯呢,就是那种小小的、亮亮的东西,你肯定见过。
它就像一个小眼睛,等着咱们STM32这个小管家去给它能量,让它闪闪发光。
在这个实验里,我们要让STM32和LED灯建立起联系。
这就好比是两个人交朋友,得有一条线把它们连起来。
这条线呢,就是电路连线啦。
我们要把STM32的某个引脚和LED灯的一端连起来。
那STM32的引脚可不得了。
它就像是小管家的手,每个引脚都有自己的本事。
有的引脚可以输出电信号,就像小管家伸出手来给东西一样。
我们就是要找一个这样能输出的引脚来和LED灯连接。
当我们把它们连好之后呢,还不能就这么完事儿。
因为LED灯它是有自己的小脾气的。
它可不能随便乱亮,得按照我们的想法来。
LED灯有正负极之分,就像电池有正负极一样。
如果接反了,它可就不亮啦,就像小眼睛闭上了,怎么哄都不睁开呢。
接下来就是软件方面的事儿啦。
这就像是给小管家STM32下命令。
我们要通过编写程序来告诉STM32,啥时候给那个引脚输出电信号。
这程序就像是小管家的行动指南。
比如说,我们想让LED灯亮起来,就得告诉STM32:“小管家,你把那个连着LED 灯的引脚给我输出高电平(也就是有电的信号)。
”然后小管家就听话地把电送过去啦,LED灯就像被施了魔法一样,一下子就亮起来了。
再说说这个电信号的事儿。
高电平就像是给LED灯送了一个大力丸,让它有足够的能量发光。
低电平呢,就像是把能量收走了,LED灯就灭了。
我们可以通过程序控制这个引脚一会儿输出高电平,一会儿输出低电平,这样LED灯就会一闪一闪的,就像在和我们眨眼睛一样。
而且呀,在STM32里面,还有时钟这个概念呢。
基于单片机控制的太阳能路灯系统设计太阳能路灯是一种利用太阳能发电来驱动灯具实现照明的系统。
它具有节能环保、无需电网供电、安装灵活等优点,被广泛应用于城市道路、公园、广场等场所。
本文将详细介绍基于单片机控制的太阳能路灯系统设计。
一、系统设计目标和功能1.照明功能:路灯在夜晚自动点亮,提供照明功能,为行人和车辆提供安全的照明环境。
2.节能环保:利用太阳能发电,减少对传统电力资源的依赖,实现节能环保的目的。
3.智能控制:通过单片机控制系统,实现夜间自动点亮、白天自动充电的功能,提高系统的智能化程度。
4.超时保护:设置定时功能和光敏传感器,在达到设定的亮度或时间后自动关闭路灯,防止能源浪费和光污染。
二、系统设计方案1.太阳能发电系统:由太阳能电池板、充电控制电路和储能电池组成,通过太阳能电池板将太阳能转换为电能,充电控制电路管理电池的充电和放电过程,储能电池储存电能供给给灯具使用。
2.灯具控制系统:通过单片机控制灯具的开关,根据光敏传感器检测到的光线强度和设定的时间,控制灯具的亮度和开启时长。
3.时序控制电路:采用单片机作为主控芯片,编写程序实现夜间自动点亮、白天自动充电的控制逻辑。
4.光敏传感器:用于检测环境光线强度,控制灯具的亮度和开关。
三、系统硬件设计1.太阳能电池板:选用高效率的太阳能电池板,将太阳能转换为电能供给系统使用。
2.充电控制电路:使用电池管理芯片实现对储能电池的充放电管理,保证电池的安全性和稳定性。
3.储能电池:选择容量适中的储能电池,储存白天通过太阳能电池板充电获得的电能。
4.单片机控制电路:选用常用的单片机控制芯片,并设计合适的电路板布局和连接方式。
5.光敏传感器:选用高精度的光敏传感器,检测环境光线情况,控制灯具的亮度和开关。
四、系统软件设计1.程序设计:利用C语言编程,编写单片机控制程序,实现路灯的智能控制。
2.功能设计:设计程序逻辑,实现夜间自动点亮、白天自动充电、定时关灯等功能。
基于单片机的太阳能路灯亮度的电源模块概述太阳能路灯是一种利用太阳能发电并储存能量,在夜间自动点亮的照明装置。
为了实现路灯亮度的可调节,我们需要设计一个基于单片机的电源模块。
本文将详细讨论该电源模块的设计原理、功能和实现方法。
设计原理太阳能光伏发电原理太阳能光伏发电是利用光电效应原理将太阳能转化为电能的过程。
当光照射到光伏电池板上时,光子能量被电池板中的半导体材料吸收,激发电子从价带跃迁到导带,产生电流。
通过将光伏电池板与储能装置连接,可以将电能储存起来,以备夜间供电。
单片机控制原理单片机是一种集成了微处理器、内存、输入输出接口和其他外围设备的芯片,可以用于控制各种电子设备。
在太阳能路灯中,我们可以使用单片机作为控制核心,根据外部的光感传感器检测到的光照强度,控制电源模块的输出功率,实现路灯亮度的可调节。
功能分析光感检测为了实现路灯亮度的自动调节,我们需要使用光感传感器对环境中的光照强度进行检测。
常见的光感传感器有光敏电阻、光敏二极管等。
光感传感器可以将光照强度转化为电信号,通过该信号可以判断当前的光照情况。
输出功率控制根据光感传感器检测到的光照强度,单片机可以根据预设的亮度调节曲线,计算出相应的输出功率。
为了实现输出功率的精确控制,我们可以使用PWM(脉冲宽度调制)技术。
通过调整脉冲的宽度和频率,可以控制输出信号的平均功率,从而实现对路灯亮度的精确调节。
太阳能充电管理为了充分利用太阳能光伏发电,需要对充电过程进行管理。
当检测到光照充足时,单片机可以控制电源模块将光伏电池板的输出连接到储能装置进行充电。
当光照不足或夜间到来时,单片机可以切换到储能装置的输出,供应电源给路灯。
亮度调节存储为了保证亮度调节的持久性,我们可以使用非易失性存储器(如EEPROM)记录当前的亮度调节参数。
这样,在断电后,系统可以恢复到之前的亮度状态,不需要重新调节。
实现方法硬件设计1.使用光感传感器获取环境中的光照强度,将其连接到单片机的模拟输入引脚。
采用STM32 单片机的太阳能LED 街灯解决方案
随着化石类能源的日益减少,以及温室气体的过度排放导致全球变暖问题
越来越受到重视,人们一方面在积极开发各类可再生新能源,另一方面也在倡
导节能减排的绿色环保技术。
太阳能作为取之不尽、用之不竭的清洁能源,成
为众多可再生能源的重要代表;而在照明领域,寿命长、节能、安全、绿色环保、色彩丰富、微型化的LED 固态照明也已被公认为世界一种节能环保的重要途径。
太阳能-LED 街灯同时整合了这两者的优势,利用清洁能源以及高效率的LED 实现绿色照明。
本文介绍的太阳能-LED 街灯方案,能自动检测环境光以控制路灯的工作状态,最大功率点追踪(MPPT)保证最大太阳能电池板效率,恒电流控制LED,
并带有蓄电池状态输出以及用户可设定LED 工作时间等功能。
系统结构与实现原理
目前街灯普遍使用的是市电供电的高压钠灯结构,其中高压钠灯的电子驱动
部分需要把市电从交流转化为直流,再逆变到交流来驱动,导致系统效率较低; 而且由于使用的是市电,需要铺设复杂、昂贵的管线。
太阳能-LED 街灯则不
具备以上的问题,由于太阳能电池板输出的是直流电能,而LED 也是直流驱
动光源,两者的结合更能提高整个系统的效率;太阳能的使用也免去了铺设电缆及其相关工程的费用。
图1 是一个太阳能-LED 街灯的结构示意图。
太阳能电池板在太阳光的照射下,其内部PN 结会形成新的电子空穴对,在一个回路里就能产生直流电流;这个电流流入控制器,会以某种方式给蓄电池充电。
蓄电池在白天的时候会接受充电,而在晚上则会提供能量给LED。
LED 的工作是通过控制器进行的,控制器在保证LED 恒流工作的同时,也会监测LED 的状态以及控制工作时间长。