基于51的太陽能LED路燈的設(shè)計與實現(xiàn)

　　隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，世界能源危機日益嚴(yán)重，利用常規(guī)能源已不能適應(yīng)世界經(jīng)濟快速增長的需要，開發(fā)和利用新能源越來越引起各國的重視。太陽能作為一種“取之不盡，用之不竭”安全可靠、無噪聲、無污染和可再生的能源越來越受到重視。
　　加之現(xiàn)今光伏技術(shù)的逐漸成熟，利用光伏發(fā)電成為解決能源問題的一大途經(jīng)。隨著可持續(xù)發(fā)展的不斷深入，人們在積極開發(fā)各類可再生新能源的同時也在倡導(dǎo)節(jié)能減排的綠色環(huán)保技術(shù)而在照明領(lǐng)域，壽命長節(jié)能安全綠色環(huán)保色彩豐富微型化的LED固態(tài)照明也已被公認(rèn)為世界一種節(jié)能環(huán)保的重要途徑，太陽能LED路燈同時整合了這兩者的優(yōu)勢。
　　1 系統(tǒng)的整體方案設(shè)計
　　本論文主要研究方向是太陽能LED路燈的研究，其核心部件為蓄電池控制器和路燈控制器。蓄電池控制器是控制太陽能電池方陣對蓄電池充電以及蓄電池給負(fù)載供電的自動控制設(shè)備，能自動防止蓄電池過充電和過放電，有效的保護(hù)蓄電池，延長使用年限。路燈控制器是整個系統(tǒng)的核心部分，能夠按照需求對路燈的亮滅狀態(tài)進(jìn)行自動控制，采用光線控制、紅外控制及定時控制相結(jié)合的方式實現(xiàn)最優(yōu)管理。
　　1.1 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
　　系統(tǒng)由太陽能電池組件部分、LED光源、蓄電池控制器、路燈控制器、蓄電池、紅外傳感器、光線傳感器等幾部分構(gòu)成。太陽能電池板的設(shè)計對系統(tǒng)的抗風(fēng)設(shè)計非常有利。

　　1.2 系統(tǒng)的功能目標(biāo)
　　1)白天太陽能電池給蓄電池充電，夜晚蓄電池自動供電照明。
　　2)對LED照明的光強進(jìn)行控制，聲、光控電路可以根據(jù)不同外界條件控制照明。
　　3)可通過手持遙控器控制路燈，并且能夠獲取路燈狀態(tài)信息，完成故障檢測。
　　4)能夠顯示并設(shè)置系統(tǒng)的供電時間。
　　2 硬件的整體設(shè)計
　　太陽能LED能路燈系統(tǒng)由太陽能電池板、蓄電池控制器、蓄電池、路燈控制器、顯示器等部分組成。由太陽能電池板采集太陽光能轉(zhuǎn)換為電能通過蓄電池控制器儲存到蓄電池中，蓄電池控制器對蓄電池進(jìn)行監(jiān)控，防止蓄電池過充和過放。路燈控制器由AT89S52主控電路、紅外檢測電路、光線檢測電路、按鍵、DS1302時鐘電路、LED恒流源驅(qū)動電路、LCD12864顯示電路等組成。
　　2.1 紅外檢測電路
　　紅外檢測電路以LM339為核心元件，用紅外對管檢測物體狀態(tài)，用電位器調(diào)節(jié)紅外對管檢測物體的靈敏度。紅外發(fā)射管發(fā)出一定頻率的紅外線，當(dāng)檢測方向遇到障礙物時，紅外反射回來被接收管接收，經(jīng)過LM339比較器處理后輸出一個低電位信號到單片機;當(dāng)檢測方向沒有障礙物時，輸出一個高電位信號到單片機。

　　2.2 LED恒流源驅(qū)動及調(diào)光電路
　　LED恒流源驅(qū)動電路采用連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源驅(qū)動器PT4115，采用高端電流采樣設(shè)置LED平均電流，通過DIM引腳可以接受模擬調(diào)光和很寬范圍的PWM調(diào)光。當(dāng)DIM的電壓低于0.3 V時，率開關(guān)關(guān)斷，PT4115進(jìn)入極低工作電流的待機狀態(tài)。DIM端連接單片機P3.2腳，對路燈的開關(guān)和亮度進(jìn)行控制。