【正文】 產(chǎn)品名稱 型號(hào) 技術(shù)參數(shù) 供方 數(shù)量 單價(jià) /元 總價(jià) /元 單片機(jī) STC12C5A60S2 購(gòu)買 1 8 8 變壓器 YATAI48E 1000090D 220V/9V 50Hz60Hz 購(gòu)買 1 35 35 開關(guān)電源芯片 LM2596 購(gòu)買 1 3 3 肖特基二極管 IN5822 購(gòu)買 1 1 1 穩(wěn)壓芯片 LM317 購(gòu)買 2 2 4 繼電器 Q3F1Z 10A/125VAC 購(gòu)買 2 3 6 穩(wěn)壓芯片 AMS1117 購(gòu)買 1 精密滑變 502 購(gòu)買 2 1 精密滑變 202 購(gòu)買 2 1 太陽(yáng)能電池板 9V 購(gòu)買 1 45 45 蓄電池 6v / 購(gòu)買 1 35 35 接線端子 購(gòu)買 4 1 印制電路板 購(gòu)買 1 8 8 第 14 頁(yè) 共 31 頁(yè) 圖 14 程序流程圖 該軟件程序的設(shè)計(jì)首先讓系統(tǒng)工作在市電工作狀態(tài)，在整個(gè)系統(tǒng)工作正常后，采集蓄電池電壓，進(jìn)行分析，判斷這個(gè)時(shí)候蓄電池電量情況，從而給出相系 統(tǒng) 初 始 化系 統(tǒng) 運(yùn) 行前 選 擇 市電 供 電A D 采 集 蓄電 池 電 壓選 擇 市 電供 電蓄 電 池 滿 狀態(tài) ， L E D 0 亮蓄 電 池 電 量足 以 供 電 但未 充 滿 ， 無燈 亮進(jìn) 入 市 電供 電 狀 態(tài)選 擇 蓄 電池 供 電 ，L E D ３ 亮進(jìn) 入 蓄 電池 供 電 狀態(tài)結(jié) 束蓄 電 池 電 量是 否 充 足 ？不 充 足 ，L E D 1 亮是 否 為 滿 狀態(tài) ？Y NY NJ P 2 導(dǎo) 通 ，J P 1 關(guān) 斷J P 1 導(dǎo) 通 ，J P 2 關(guān) 斷 第 15 頁(yè) 共 31 頁(yè) 應(yīng)的動(dòng)作指令。 繼電器控制模塊主要是根據(jù)采回來的電壓信號(hào)來判斷蓄電池的電量情況，然后給繼電器以控制信號(hào)。 表 1 產(chǎn)品材料清單 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 此次系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)模塊， AD 轉(zhuǎn)換模塊和繼電器 控制模塊。繼電器控制電路部分，當(dāng)蓄電池電量不足時(shí)，單片機(jī)將 口置成低電平，將 置成高電平，三極管 Q1 導(dǎo)通，三極管 Q2 關(guān)斷，使市電部分繼電器動(dòng)作通電給路燈供電，蓄電池部分繼電器動(dòng)作不導(dǎo)通；當(dāng)蓄電池電量充足時(shí)，單片機(jī)將 口置成 低電平，將 置成高電平，三極管 Q2 導(dǎo)通，三極管 Q1關(guān)斷，使蓄電池部分繼電器動(dòng)作導(dǎo)通給路燈供電， 主控電路 PCB 如圖 10 所示，市電開關(guān)電源電路 PCB 如 圖 9 所示。 單片機(jī)主控電路 第 9 頁(yè) 共 31 頁(yè) 圖 8 單片機(jī)主控電路 圖 8 為單片機(jī)主控電路 ,包括單片機(jī)復(fù)位電路、繼電器控制電路、震蕩電路和工作狀態(tài)指示電路?；儾蓸拥妮斎腚妷翰荒艹^ 5v，滑變使其最大保持在 3v 左右，以使單片機(jī)內(nèi)部的 AD 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換供單片機(jī)分析，作出準(zhǔn)確的判斷。 蓄電池電壓采樣電路 圖 7 電池電壓采樣電路 圖 7 所示電路是電池電壓采樣電路，其功能是對(duì)蓄電池的的電量情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，單片機(jī)采集電壓樣本進(jìn)行分析，并控制兩個(gè)繼電器的動(dòng)作情況?；僐13 和 R12 組成的電路可將電壓穩(wěn)定在 電池進(jìn)行充電，這樣既可以對(duì)蓄電池恒壓充電也可以防止對(duì)蓄電池過充。 太陽(yáng)能電池板 _蓄電池充電電路 圖 6 太陽(yáng)能電池板 _蓄電池充電電路 圖 6 所示部分為太陽(yáng)能電池板 _蓄電池充電電路，電壓由太陽(yáng)能電池板輸出經(jīng) D1 后進(jìn)入穩(wěn)壓芯片 317，然后對(duì)蓄電池充電， D1 的作用是防止蓄電池對(duì)太陽(yáng)能電池板反充。此部分使用 LM117進(jìn)行穩(wěn)壓，達(dá)到穩(wěn)定值 5V。二極管 D1D4 是整流全橋的四個(gè)橋臂，對(duì)交流進(jìn)行全橋整流。而電路中的肖特基二極管 D5 的作用在于續(xù)流，使輸出電壓達(dá)到穩(wěn)定。各部分工作原理在 節(jié)詳細(xì)介紹。在太陽(yáng)能電池板對(duì)蓄電池充電的過程中，設(shè)置了防反充和過充保護(hù)。而市電 220V是經(jīng)過變壓器降壓然后全橋整流、穩(wěn)壓為 7V的直流電。蓄電池對(duì)路燈進(jìn)行供電，這個(gè)過程中，單片機(jī)一直在對(duì)蓄電池和太陽(yáng)能電池板的電壓進(jìn)行采樣分析。在電源模塊增加滑變，設(shè)置相應(yīng)的阻值，可得到 5V電壓作為單片機(jī)電源。市電模塊使用的變壓器為 220V/12V。 方案二框圖如圖 2 所示。再一方面是純模電電路在實(shí)現(xiàn)智能切換供電電源和檢測(cè)方面比較困難。原因在于方案一擁有復(fù)雜的電路模塊，在實(shí)現(xiàn)相同的功能模塊下，需要更多的電路，故需更多的電路器件，這樣增加了制作成本。而市電 220V經(jīng)變壓器降壓到 7V后，進(jìn)入整流穩(wěn)壓電路后對(duì)燈具進(jìn)行供電。 圖 1 方案一結(jié)構(gòu)圖 方案二：系統(tǒng)采用單片機(jī) 12C5A60S2 控制市電和蓄電池的供電情況，并用繼電器作為中間控制器。由于設(shè)計(jì)的是路燈，照明燈具需要足夠的亮度，可以選用 LED 燈。紅外控制和光控電路主要組成部分是紅外探頭、數(shù)字電路及光敏電阻，而紅外控制部分可以集成一塊芯片，即 BISS001芯片。蓄電池過放保護(hù)電路的主要元件為滯回比較器和繼電器。 ACDC轉(zhuǎn)換電路主要由變壓器及集成穩(wěn)壓管構(gòu)成?？傮w框圖如圖 1 所示。 第 4 頁(yè) 共 31 頁(yè) 2 項(xiàng)目總體方案設(shè)計(jì) 方案選擇 該項(xiàng)目主要考慮以下兩種方案： 方案一：系統(tǒng)完全使用純模電電路實(shí)現(xiàn)。程序設(shè)計(jì)完后，要和硬件一起配合調(diào)試，驗(yàn)證其是否達(dá)到想要的 效果，并進(jìn)行相關(guān)的修改和優(yōu)化。一步一步的優(yōu)化系統(tǒng)，調(diào)試相關(guān)電路。在這些思路下，開始在實(shí)驗(yàn)板上搭建每個(gè)模塊的電路，驗(yàn)證思路中的想法是否正確，并尋找簡(jiǎn)化電路以更有效的實(shí)現(xiàn)該模塊的功能。又應(yīng)用數(shù)字電路技術(shù)以及單片微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)來設(shè)計(jì)程序和控制繼電器的工作狀態(tài)。最后，繪制原理圖和 PCB 板，做出實(shí)物，進(jìn)行調(diào)試，使其能達(dá)到理想的功能狀態(tài)。同時(shí)，單片機(jī)的另外端 口也控制指示燈的狀態(tài)，在判斷符合某指示燈亮的條件時(shí)，單片機(jī)給出亮燈信號(hào)。此系統(tǒng)在太陽(yáng)能不足時(shí)需轉(zhuǎn)變?yōu)槭须姽╇姡须?220V 經(jīng)變壓器降壓到 9V 后經(jīng)全橋整流穩(wěn)壓后保持7V的穩(wěn)定值。 設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)出一款能夠?qū)⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為電能并儲(chǔ)存在蓄電池中且能智能給路燈供電，智能轉(zhuǎn)換蓄電池和市電對(duì)路燈供電的一個(gè)控制系統(tǒng)。所以我們?cè)O(shè)計(jì)的這款路燈在滿足人們?cè)谏钪姓彰餍枨蟮耐瑫r(shí)，還將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能給路燈供電，同時(shí)也增加了太陽(yáng)能不足供電時(shí)由市電供電的轉(zhuǎn)換裝置，并是智能轉(zhuǎn)換，方便了路燈的管理。在當(dāng)今的社會(huì)，能源問題本已是人類當(dāng)前一個(gè)迫不及待需要解決的問題。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同，具有以下特點(diǎn)： ； ； ； 用電處就近發(fā)電； ； 。 設(shè)計(jì)目的 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)能源提出越來越高的要求，近年來能源供需矛盾突出，尋找新能源成為當(dāng)前人類面臨的迫切課題?，F(xiàn)有的路燈大多都是市電供電，以太陽(yáng)能作為能源的路燈應(yīng)用不夠廣泛。因此太陽(yáng)能光伏發(fā)電市場(chǎng)發(fā)展前景相當(dāng)廣闊，已經(jīng)引起了世界發(fā)達(dá)國(guó)家的高度重視。電力系統(tǒng)要全面開展以節(jié)電和負(fù)荷管理為目的的需求側(cè)管理。采取多種措施，推動(dòng)節(jié)能節(jié)電不僅可取得好的經(jīng)濟(jì)效果，還可節(jié)約電力建設(shè)投資，減小電力建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。在工業(yè)領(lǐng)域，通過電力電子技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用及對(duì)風(fēng)機(jī)水泵等電力拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，可取得顯著的節(jié)電效果；在建筑物用電方面，全面實(shí)施建筑物的能效標(biāo)準(zhǔn)，特別是改進(jìn)空調(diào)制冷和取暖技術(shù)和系統(tǒng)的能效，將有巨大的節(jié)電效果。節(jié)能減排更是一個(gè)人類解決環(huán)境問題的必經(jīng)之路。28 組員調(diào)試相關(guān)圖片 20 附錄二 19 附錄一 17 參考文獻(xiàn) 15 硬件調(diào)試 13 程序源代碼 6 印制板電路 5 各個(gè)單元電路的工作原理和實(shí)現(xiàn)的功能 5 太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng)的電路原理圖 3 研究思路和方法 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 2 設(shè)計(jì)目 的 2 項(xiàng)目概述 MPU programming太陽(yáng)能路燈控制系統(tǒng) 第 1 頁(yè) 共 31 頁(yè) 目 錄 論文總頁(yè)數(shù)： 31頁(yè) 1 引言 Street lamp monitoring system。 university library。 evaluation quota system。本文還說明了太陽(yáng)能路燈的基本原理， 完成了系統(tǒng)相應(yīng)功能 和相關(guān)程序的編寫。本課題設(shè)計(jì)主要針對(duì)目前太陽(yáng)能路燈落后的管理方式，設(shè)計(jì)一種新型的太陽(yáng)能路燈監(jiān)控方式，本太陽(yáng)能路燈控制器以 12C5A60S2單片機(jī)， 并用繼電器作為中間控制器為核心，主要負(fù)責(zé)各種數(shù)據(jù)的采集處理，自動(dòng)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電并且有過充電過放電保護(hù)。 （大三上學(xué)期： 2020 年 7 月至 2020 年 11月） 第四階段：完善硬件后期制作，能演示該控制系統(tǒng)基本功能，同時(shí)完成項(xiàng)目總結(jié)及報(bào)告。在太陽(yáng)能電池板對(duì)蓄電池充電的過程中，設(shè)置了防反充和過充保護(hù)。而市電 220V是經(jīng)過變壓器降壓然后全橋整流、穩(wěn)壓為 7V的直流電。蓄電池對(duì)路燈進(jìn)行供電，這個(gè)過程中，單片機(jī)一直在對(duì)蓄電池和太陽(yáng)能電池板的電壓進(jìn)行采樣分析。單片機(jī)的采樣分析控制功能，以及其 AD轉(zhuǎn)換模塊的程序編寫。 工作重點(diǎn)：對(duì)市電 220V 交流轉(zhuǎn)換為 7V直流的電路制作，以及太陽(yáng)能電池板采集太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能的電路及相關(guān)保護(hù)，對(duì)單片機(jī) 12C5A60S2 學(xué)習(xí)和它對(duì)電路的控制以及相應(yīng)程序的編寫。