基于風光互補的LED路燈控制器設計

程麗寧

摘要：本文設計了一套用于光線不足時使用的小型風光互補LED路燈模型，以單片機STC89C52為控制器的LED路燈控制系統，各種模塊電路實現充電放電保護功能。該控制系統具有成本低、使用方便、綠色環保的特點，有很好的市場應用前景。

關鍵詞：風光互補;LED;單片機控制器

1.引言

風光互補LED路燈系統有許多優點，首先電網不用給它供電，也就是說不需要線路電纜的鋪設，對城市鄉村等地區電網用電壓力。路燈的電源采用電池作為儲存裝置，而電池所發電均為直流，可以直接供應給路燈LED光源，降低轉換電流環節。

2.方案的設計

本文采用集成電路芯片電路，多晶硅太陽能電池板，微型風力發電機模塊作為發電元件，電池的充電保護模塊，升壓電路模塊，穩壓電路模塊，光敏電阻傳感器模塊對光照進行檢測，外加開關電路電源整體電路設計完成的風光互補LED路燈系統。

3.系統硬件設計

3.1風光互補LED路燈系統結構設計

本系統一共有兩個開關，分別為了實現自動模式和手動模式。鋰電池給單片機燈電路供電，在自動模式下根據當時外界情況，通過采樣光敏電阻在黑暗情況下通過鋰電池給高亮LED燈模擬黑夜路燈自動開啟狀態，風能太陽能給鋰電池充電;白天斷開電源給路燈模型供電，只進行風能太陽能給鋰電池充電，充電部分通過保護電路穩壓電路進行保護。

3.2系統模塊電路的設計

控制系統主要有以下模塊組成：照明電路設計; 采樣模塊電路設計; 二個擋位的撥動開關設計;光伏發電電路設計;TP4056鋰電池充電模塊電路設計;USB-5V升壓模塊電路設計。

3.3風能發電模塊電路路設計

本次設計選用給可以給手機電池充電的5伏微型風力發電機，具有4個葉片需要風力比較大才能工作，電流小，實用性比較好，因為電壓穩定5伏在通過整流二極管使得電壓變成直流，只要風力足夠就能夠穩定發電滿足設計的效果要求。直接連接TP4056充電模塊，后進行對電池充電。電容為濾波作用，濾除電路中的低頻參量，讓電源輸出更加穩定。風光互補發電設計電路如圖2所示。

3.4? STC89C52單片機電路設計

由電源電路，時鐘電路，復位電路三個部分組成了STC89C52集成芯片可以正常工作的最小電路系統。如圖3所示。

4.系統軟件設計

完整的控制系統由硬件系統和軟件系統組成，上一節主要闡述了系統的硬件電路的設計方案，若要充分發揮系統的設計功能，則需要支持硬件平臺的軟件程序，即燒寫到單片機內部的程序。本系統采用上訴軟件編寫，C語言編寫。系統編程總體流程框圖如圖4所示。

5.結論

針對當前路燈控制的現狀，設計了基于風光互補的LED路燈控制器，該系統包括照明電路、 采樣模塊電路、 二個擋位的撥動開關設計、光伏發電電路、TP4056鋰電池充電模塊電路、USB-5V升壓模塊電路;軟件部分包括信息采集程序模塊、風光控制模塊、充放電控制模塊、顯示模塊等子程序。最后通過軟硬件調試，完成了樣機實驗，實驗結果表明，該控制器具有動態響應快、運行穩定可靠的優點，具有良好的事成前景和推廣價值。

參考文獻

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