移動(dòng)式太陽(yáng)能交通信號(hào)燈畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-05 03:25本頁(yè)面
【正文】 4 太陽(yáng)能電池板及蓄電池的選型及參數(shù)計(jì)算 4 VRLA蓄電池充電電路設(shè)計(jì) 6 5V電源電路設(shè)計(jì) 9 LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 10 LED驅(qū)動(dòng)方式選擇 10 LED驅(qū)動(dòng)電路 10 光耦隔離電路 13 人機(jī)界面電路 13 時(shí)鐘電路 15 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 16第三章 軟件程序設(shè)計(jì) 17 軟件系統(tǒng)框圖 17 人機(jī)界面權(quán)限驗(yàn)證及參數(shù)設(shè)定框圖 18 各時(shí)間段信號(hào)控制程序框圖 19第四章 展望 20 第一章 系統(tǒng)概述本設(shè)計(jì)是基于STC89C52單片機(jī)的兩相位太陽(yáng)能交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用閥控密封式鉛酸（VRLA）蓄電池專用充電芯片UC3096將太陽(yáng)能電池板的輸出電能存儲(chǔ)在12V的蓄電池中。假設(shè)信號(hào)燈的四個(gè)方向?yàn)闁|南西北四個(gè)方向，那么，系統(tǒng)的總體框圖如圖1。太陽(yáng)能電池板及蓄電池均為直流器件，考慮到太陽(yáng)能電池板及蓄電池的這一特性，我們選擇直流12V/8W，200mm的交通信號(hào)燈，這樣就減少了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。（2）整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一體的，便于攜帶的。（4）具有設(shè)置權(quán)限的功能。通過(guò)人機(jī)界面，工作人員能夠查看、修改交通信號(hào)燈分時(shí)段的控制參數(shù)（包括黃燈過(guò)渡時(shí)間參數(shù)、紅燈過(guò)渡時(shí)間參數(shù)及綠燈過(guò)渡時(shí)間參數(shù)）。（7）能夠做到連續(xù)3個(gè)陰雨天正常工作。這兩部分的電源是由12V蓄電池總電源分支而來(lái)。太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成的電能通過(guò)基于VRLA蓄電池專用充電芯片UC3096的充電電路存儲(chǔ)在蓄電池中，蓄電池中的電能成為整個(gè)系統(tǒng)的電源。在這先介紹一下太陽(yáng)能電池板和蓄電池的選型及參數(shù)選擇。雖然單晶硅具有較高轉(zhuǎn)換率，發(fā)電性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是因其昂貴的價(jià)格，最終選擇多晶硅太陽(yáng)能電池。VRLA蓄電池整體采用密封結(jié)構(gòu)，不存在普通鉛酸電池的氣漲、電解液泄漏等現(xiàn)象，具有使用安全可靠、能量高、成本低、使用壽命長(zhǎng)、容量大、不漏液、安全等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算過(guò)程[1]如下：每一個(gè)LED交通信號(hào)燈的功率為，工作電壓為。每一組交通信號(hào)燈（相反方向同色信號(hào)燈串聯(lián)）的工作電壓為。經(jīng)查表可得，西安的太陽(yáng)能標(biāo)準(zhǔn)峰值時(shí)間是[2]。太陽(yáng)能電池組件的工作電壓是。③蓄電池容量為：式中，；。⑤太陽(yáng)能電池組件的功率為：以上計(jì)算只是理論值，所以我們選擇時(shí)要適當(dāng)?shù)脑黾印? VRLA蓄電池充電電路設(shè)計(jì)通過(guò)以上的計(jì)算參數(shù)，接下來(lái)，我們?cè)O(shè)計(jì)太陽(yáng)能電池板給蓄電池充電電路。UC3906作為密封鉛酸蓄電池充電專用控制集成芯片，能夠提供密封鉛酸蓄電池的三種充電邏輯狀態(tài)（大電流充電、可控過(guò)充電和浮充充電）控制，能使充電器的充電電壓隨電池電壓溫度系數(shù)的變化而變化，從而使密封式鉛酸蓄電池在很寬的溫度范圍內(nèi)能夠達(dá)到最佳充電狀態(tài)（如電池容量和使用壽命）、可分別對(duì)充電電流、充電電壓（通過(guò)電壓控制環(huán)和電流控制環(huán)）實(shí)現(xiàn)控制，具有靜態(tài)工作功耗低的優(yōu)點(diǎn)，能提供實(shí)現(xiàn)密封鉛酸蓄電池最佳充電所需的控制和檢測(cè)功能。電壓和電流檢測(cè)比較器檢測(cè)蓄電池的充電狀態(tài)，并控制充電狀態(tài)邏輯電路的輸入信號(hào)。這樣，當(dāng)VRLA蓄電池短路或反接時(shí)，充電器只能小電流充電，避免因充電電流過(guò)大而損壞VRLA蓄電池。同時(shí)，這樣可以盡量減小芯片的功耗，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作環(huán)境溫度的準(zhǔn)確檢測(cè)，保證VRLA蓄電池既能充足電又不會(huì)嚴(yán)重過(guò)充電。這個(gè)電路還驅(qū)動(dòng)一個(gè)邏輯輸出，當(dāng)加上輸入電源后，腳7可以指示電源狀態(tài)。在此狀態(tài)下，充電器輸出電壓升高到；由于充電器輸出電壓保持恒定不變，所以充電電流連續(xù)下降，當(dāng)電流下降到時(shí)，電池的容量已達(dá)到額定容量的100％，充電器輸出電壓下降到較低的浮充電壓。圖1 UC3906充電狀態(tài)曲線VRLA蓄電池的充電參數(shù)主要有過(guò)充電電壓、浮充電壓、過(guò)轉(zhuǎn)換電壓、最大充電電流、過(guò)充電終止電流。℃。只要所提供的輸入電源允許或功率管可以承受，的值可以盡可能的大。的選擇盡可能的使VRLA蓄電池接近100%充電。和分別由電流限制放大器和電流檢測(cè)放大器的偏置電壓和檢測(cè)電流的電阻決定。3） 電路設(shè)計(jì)本電路的設(shè)計(jì)電路圖如圖2所示。在選擇和器件時(shí)必須要考慮它們是否能夠承受，最終分別選擇了TIP142（達(dá)林頓管）和MBR1040（二極管）。圖2 UC3906充電電路18V輸入電壓加入之后，、導(dǎo)通，開(kāi)始恒流充電，（滿足蓄電池廠商推薦的充電率范圍C/20～C/3），VRLA蓄電池電壓逐漸升高。當(dāng)充電電流降到過(guò)充電終止電流（）時(shí)，UC3906的腳10輸出高電平，比較器LM339輸出低電平，VRLA蓄電池自動(dòng)轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)。由于只需要很少的外部器件就可以在很寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)VRLA蓄電池的精確快速充電，所以采用UC3906簡(jiǎn)化了VRLA蓄電池充電器的設(shè)計(jì)過(guò)程。其中，5V電源是由12V電源通過(guò)LM7805穩(wěn)壓芯片得到。由蓄電池12V電源得到5V電源的電路如圖3所示。在使用
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