2022年单片机控制的节能型路灯设计.docx

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1、精品学习资源题目：单片机的节能型路灯摘要中英文本系统通过太阳能电池板协作升压稳压模块将太阳能转换为电能储存在电池中；光敏模块判定白天黑夜； 热释电模块判定是否有人经过路灯； 驱动模块驱动大功率 LED ； controls the brightness of high power LED by controlling output PWM duty cycle. The entire system can be achieved using solar energy to low power lighting.1. 引言背景：目前校内的白炽路灯系统大多都是整夜打开并且亮度固定不行调，这 样没有

2、人经过的时候便会白白铺张许多电能；而点亮多盏白炽灯必定会消耗许多电能，电能利用率低；产业界电能应用进展的趋势必定是低功耗节能， 并且使用无污染的新能源；而太阳能便能符合无污染、取之不尽用之不竭等 特点； LED 具有 1节能成效好； 2发光效率高； 3寿命超长，性能稳固等特点；2. 目的、所要解决的本项目的主要功能：当是白天时光线较强时，不需要开灯，系统进 入节能的超低功耗休眠模式，此时太阳能向电池充电；当黄昏来暂时，系统 发出柔弱的光线电源模块、传感器模块、单片机掌握模块、LED路灯模块；1电源模块：由光电板、升压稳压电路、电池、降压稳压电路组成；光电板将白天的太阳能转换为电能，并经过升压稳

3、压电路为电池充电使用升压电路是由于成都大多是阴天，晴天比较少见，光电板输出的电压不够为电池充电；电池作为整个系统的供电源，为单片机等模块供电；电池与各个模块之间有一个降压稳压电路， 该降压稳压电路将电池的 12V 电压降压到所需的 9V、5V、3.3V ；2传感器模块：由热释电电路和光敏电路组成；光敏电路将感应白天和黑夜；热释电电路感应是否有人通过路灯；3LED路灯模块：由大功率 LED驱动电路、大功率 LED组成；驱动电路采纳 CAT4201芯片，组成降压变换驱动电路； 该芯片驱动 LED电流可达 350mA，能量利用率高达 94%；路灯为 1W暖色大功率 LED，寿命为 50,000 小时

4、，输出光通亮为 70-80LM流明 ；欢迎下载精品学习资源4单片机模块：候，热释电电路发给单片机一个低电平，此时单片机 输出一个较低占空比的PWM波给 LED驱动电路， LED发出相对柔弱的光由于 PWM占空比可通过程序转变，所以柔弱光的强度也可调；当有人经过路 灯时，热释电电路发给单片机一个高电平，此时单片机输出一个较高占空比 的 PWM给 LED驱动电路， LED发出较强的光光强也可通过程序调动；当人通过路灯渐渐走远时，热释电电路将发给单片机一个低电平，LED发出较柔弱的光；3. 系统硬件设计1） 40V，输出电流可达 1.5A，工作频率最高可达 180KHZ ，MC34063仍具有输出低

5、静态电流、短路电流限制等特点；由于性价比高，所以我们挑选了这款芯片；模块框图如下光电板7-8V地MC34063升压稳压电路12V地电池降压稳压电路我们采纳LM1117-3.3V 、LM1117-5V 以及 LM317 ；37V 时能供应超过 1.5A 的电流，使用便利，价格廉价！其方框图如以下图所示：欢迎下载精品学习资源2） 传感器模块由热释电电路和光敏电路组成；热释电技术比较成熟，其框图如以下图所示光敏电路由光敏电阻、比较器以及继电器等元器件组成，通过光强变化引起电阻变化来分压，再经过比较器比较输出；输出高电平表示白天，低电平表示黑夜；继电器接收单片机的指令进行开关LED 驱动的电源；3）

6、LED 路灯模块由 LED 驱动以及大功率 LED 组成；驱动芯片采纳CAT4201，该芯片具有的特点如下： LED 驱动电流可达 350mA；6-28V 宽电压工作范畴； 最多可驱动 1W*6 颗 LED ；BOOST 工作方式，高效率； 电流设定恒流精度高；封装小，空间利用率高；可并联使用，驱动功率可倍增；其典型应用图如下：LED 为 1W 大功率暖白 LED ，正向电流可达 350mA，输出光通量为70-80LM 流明，正向电压 3.3-3.6V，反向电压 5V ，功耗 1W，寿命50,000 小时，发光角度 100-110 度4. 系统软件设计欢迎下载精品学习资源5. 系统创新该系统的

7、创新之处主要表达在以下几点：1） 利用太阳能 ；太阳能是一种新兴的可再生能源， 其使用没有地域的限制， 可直接开发和利用，且无需开采和运输；开发太阳能不会造成环境污染， 它是最清洁能源之一；其能量总量大，取之不尽用之不竭；2） 采纳 LED 照明；LED 的节能成效好，具有单向辐射特性， 能量转化效率特别高 ，3） 系统中突出访用了低功耗模式,除了处理中断时候 ,在其他时间 ,单片机都处于低功耗模式 .4） 使用的 TI 的芯片： LM1117-3.3LM1117-5.0LM317 MSP430F149欢迎下载精品学习资源6. 评测与结论光照照耀光敏电阻，以此来模拟白天，单片机休眠；阻挡光照耀光敏电阻， 以此来模拟黑夜，此时扩展性强；这里只演示一盏灯，假设有多盏灯时，人从街道口走到街道终点便可实现类似于“流水等” 的成效；光的亮度可调剂， 可以转变成现在流行的“呼吸灯”，即灯的亮度逐步变亮和变暗；该系统也可应用于舞台， 试想明星在灯光的衬托下登场亮相， 是多么的炫啊！这里是全自动掌握的除此之外，该系统仍可应用于家里的照明灯，也使得居家生活更加智能化，这也是将来电子产业的进展方向！总体来说，该系统能实现预期的指标，并且能具有低功耗、高效利用电能、拓展性强、绿色、环保 等特点；欢迎下载