1、LED 太阳能路灯控制器设计LED 太阳能路灯控制器设计根据 LED 太阳能路灯系统特点，设计了太阳能路灯控制器。详细说明了蓄电池充电控制及负载输出控制的硬件设计原理，并采用三段式充电理论实现了控制器的软件设计。控制器功能易于实现，满足控制和环保节能的要求。太阳能作为一种新兴的绿色能源，以其永不枯竭、无污染等优点，正得到迅速的推广应用。LED 具有体积小而坚固耐用，耗电量低、使用奉命长、环保、光色性能好等特点，有资料显示，每年用于照明的电力在 3000 亿度以上，若采用 LED 照明，每年就可以节约 1/3 的照明用电，基本上相当于总投资规模超过 2000 亿元的三峡工程的全年发电量。由于太阳
2、能电池板输出的是直流电能，而 LED 也是直流驱动光源，两者的结合更能提高整个系统的效率，降低市政成本，所以 LED 太阳能路灯越来越受到人们的重视。2LED 太阳能路灯系统结构LED 太阳能路灯系统 1 所示，可以看出其由太阳能电池、路灯控制器、蓄电池、市电供电和 LED 路灯五部分组成，其中太阳电池用于把太阳光能转互电能，即白天时刻太阳能电LED 太阳能路灯控制器设计池给蓄电池充电，并且可以根据太阳能电池两端电压的大小判断光亮程度。也就是从太阳电池电压的大小来判断天黑和天亮。蓄电池是整个太阳能系统的储备能源设备，白天时太阳电池给蓄电池充电，晚上或阴雨天系统和负载用电由蓄电池来提供。3 路灯
3、控制器硬件设计太阳能路灯控制器是太阳能路灯系统中最为重要的部件，其功能设计的好坏决定了一个太阳能路灯系统运行情况的优劣。路灯控制器需要实现的功能有：根据太阳亮度，白天断开 LED 路灯而给蓄电池充电，晚上通过蓄电池给路灯供电，并能分时段进行功率调整，在蓄电池电量不足时，自动切换到市电供电系统；防止蓄电池过充和过放，具有短路保护和反接保护功能等。根据需要实现的控制功能，本文选择 STM8 单片机对 LED太阳能路灯系统进行控制。单片机主要完成的功能包括检测蓄电池两端电压并根据不同状态采用不同的充电模式；判断白天黑夜并以此来切换蓄电池充电和放电模式以及切换到市电供电系统。路灯控制器中包括的电路模块
4、比较多，如电源模块、复位模块、时钟模块等等，而对整个控制器至整个太阳能路灯系统比较重要的是电压检测模块及蓄电池充放电模块及切换模块。LED 太阳能路灯控制器设计3.1 蓄电池充电控制电路由控制器的实现功能知，白天太阳能电池给蓄电池充电，晚上或阴天用于 LED 路灯照明，实现绿色环保节能的目的，所以蓄电池充电控制电路在太阳能路灯控制系统中具有重要的作用。本文采用斩波式 PWM 充电原理，单片机首先检测蓄电池的两端电压，并与软件中设定电压相比较，进而选择不同的充电方式。具体的控制电路 2 所示，其中中 J1、J3 分别为蓄电池和太阳能电池的正极，单片机的口通过 R20、R21及 R18、R19 分
5、别对太阳能电池电压和蓄电池电压进行采样，经过 AD 转换判断，在满足充电或停止充电条件下，单片机P0.3 口给出充电控制信号，使三极管 S 导通或截止，即可实现蓄电池充电，具体可见程序设计部分。其中图中 D6 为防反充肖特基二极管，避免当蓄电池电压高于太阳能电池电压时，蓄电池向太阳能电池反充电。D7 是一个保护二极管，当蓄电池反接时电路断开，保护蓄电池，提高系统的可靠性。3.2 负载输出控制电路为了在夜间不同时刻采用不同的亮度，以达到节约电能的目的，本系统设计了两路负载输出，晚上 12 点以前两盏LED 皆亮，12 点后一盏点亮，每路输出均有立的控制和检测。设计采用了 PWM 功率控制功能对
6、LED 灯具实现无级调光。单路原理 3 所示。其中单片机 P0.6 口给出控制信号，即P0.6=1 时，三极管导通，继电器闭合，MOS 管导通，蓄电池LED 太阳能路灯控制器设计向路灯供电。在电量不足或白天时，控制端输出低电平信号，切断供电回路。夜晚蓄电池电量不足情况下由市电供电系统给 LED 路灯供电，保证系统的完整和可靠。4 系统软件设计控制器能自动检测当前的状态，首先根据太阳能电池两端电压检测当前状态是白天还是黑夜，进而选择是充电模式或者放电模式。在充电模式中根据蓄电池两两端的电压选择不同的充电模式，如当充电电压高于保护电压（15V）时，自动关断对蓄电池的充电，此后当电压掉至维护电压（1
7、3.2V）时，蓄电池进入浮充状态，当低于维护电压（13.2V）后浮充关闭，进入均充状态。在放电过程中，首先保证在晚上 12 点前开通两路负载，12 点后开通一路负载，并且当蓄电池电压低于保护电压（11V）时，控制器自动切换到市电供电系统或关闭负载开关以保护蓄电池不受损坏。因此，充电管理和放电管理是系统软件设计中的主要内容，充放电程序流程图 4 所示：太阳能作为取之不尽、用之不竭的清洁能源，必将得到人们越来越多的关注和利用，高效环保的太阳能 LED 路灯也将成为更多市政改扩建工程的选择。本文根据太阳能路灯的控制需要，对太阳能路灯控制器从硬件结构及软件开发方面进行了设计，该控制器具有抗干扰能力强、
8、便于控制特点。LED 太阳能路灯控制器设计LED 发光字使用中常见的 5 大问题：1、LED 使用寿命短：正规厂商生产的 LED 的理论使用寿命一般为 80000 个小时左右。而现在很多的发光字没用够一年就开始频繁更换 LED 模组，给客户和广告制作商都带来了很多麻烦和经济损失。2、颜色衰减得非常快：刚安装好的发光字发出的颜色纯正明亮，可使用不到一年颜色就明显黯淡下来了。是字体变得红不红、绿不绿的非常难看。3、颜色不匀，色差明显：主要表现在纯白色 LED 制作的体积较大的发光字上。在装配时单个模组表现不明显，整个字体装配完整后，色差就明显表现出来了，整个字面象地图一样，一片白、一片蓝、一片黄。
9、4、字体部分笔画、整体突然不亮或时亮时不亮：发光字在使用一段时间后局部或整个字体光源开始出现闪烁、时亮时不亮，直至完全不亮。5、字体输出功率较大，省电节能不明显。LED 发光字使用中常见问题的解决方法：1、正规厂家生产的合格 LED 单颗灯粒（需有厂家提供的质量参数说明） ，自己制作模组。切莫在电子市场贪图便宜 LED 单颗灯粒或已制作好的模块。如需模块，应看清模块上安装了几颗电阻，安装一颗电阻的模块最好不要使用。电LED 太阳能路灯控制器设计阻在模块中所起的是限流作用，很容易发热。长时间连续使用，一旦电阻烧坏，这个模组就不亮了。LED 灯一般不会坏。不要把模组扔掉，只需更换一只相同阻值的电阻
10、即可正常使用。这样可为制作单位节省开支。为了减少麻烦、节省开支，最好选用安装有两颗电阻的模组。另外，对制作模组的供应商的生产设施要有所了解，看其在制作模组时是否采用了防静电设施。如果没有附加防静电设施，在使用中即使电阻没有被烧坏，LED 灯也很容易被击穿损坏。2、LED 灯安全的使用电流一般为 20 毫安，超过这个数值，虽然亮度会增加一些，但是颜色的衰减会明显加快。所以，在已组装好的 LED 模组时一定要测试它的输出电流值。低于 20 毫安亮度不够，超过 22 毫安影响 LED 寿命，使颜色衰减加快。3、白色的 LED 灯在出厂前都要经过分光分色（没经过分光分色的 LED 有的发出的光是纯白、
11、有的偏蓝、有的发黄），分光分色仪昂贵，一般的小厂没有该种设备，所以生产的白光一般都是拿到大厂进行分光分色的，由于不是自己厂的产品，分光分色就不会那么仔细。有些小厂干脆就不分光分色。他们一般都是以低来拉客户的。所以在白光 LED 时不要一味的贪图便宜，一定要同一厂家、同一批次、同一色号的LED 发光管单颗粒灯或模组来制作同一批次的发光字。4、现在市场上销售的发光模组，大多是利用插接线连LED 太阳能路灯控制器设计接的。这样，广告制作商在安装发光模组时方便快捷。但是也出现了一些新的问题，由于插接件在长时间的使用过程中受空气中的潮气侵蚀容易氧化导致接触不良，使局部或全部电路瞬间断电或彻底断电，导致字
12、体光源闪烁或不亮。解决办法为：（1） 、制作模块时不用接插件，直接用铜镀锡导线连接后用活性炭焊锡焊牢。（2） 、采用人造玛瑙制作全密闭的空心立体发光字，隔绝光源与空气的接触。5、尽量采用五颗灯一组的 LED 发光模组，这样灯的数量没有改变，而功率则减少了五分之二。LED 发光字的发光形式：1、LED 单色发光字（红、黄、白、绿、蓝） ；2、LED 双色发光；3、LED 多色发光字；4、LED 七彩变色发光字（渐变、跳变、色彩闪烁、色彩变化） 。LED 发光字的特点：1、光亮度高：特别适合高楼、大厦的广告、大字。2、维修简便：比吸塑字、霓虹灯字维修及其简便。3、省电节能：比任何一款同等亮度的广告
13、字都节能 80%以上。LED 发光字的光源选择:LED 可以给国家和使用者节省大量电能，给承做方节省大量工时。LED 应用技术的发展，给竞争激烈的广告业增添LED 太阳能路灯控制器设计了新的活力。其独有的、不同的发光形势、被广泛的应用在广告产品的制作领域。不同规格的 LED 有着不同的发光角度和不同的亮度。那麽，如何给不同的产品选择合适的 LED,使其既能发挥最大功效，又能最大限度地降低成本呢现在我们看看南京比亚数码科技有限的专业建议。LED 在发光字中的应用及使用注意事项立体发光字对光源主要有以下几点要求：一、LED 发光字字形的复杂及不同项目的不同规格，要求光源要有不受字形限制的通用性；二
14、、由于安装完成的 LED 发光字维修极为不便，为降低维修成本，要求光源具有较长寿命；三、LED 发光字要有足够亮度南京比亚工程部针对以上要求制作的 LED 发光模组，具有以上功能。比亚提供的适用于立体发光字的 LED 光源有两种：食人鱼和小草帽。食人鱼发光模组适用于字墙高度在 8-10cm 间的发光字。一般来讲，3 和5 头的食人鱼发光角度为 120 度和90 度左右。在这种距离下应用在吸塑字上的食人鱼发光模组，光线完全可以辐射开。不但节省了模组数量，经屏幕亮度计测试，对光强的利用率也恰到好处。对于字墙较矮、字形的吸塑发光字和雕刻发光字，就要采用发光角度在 180 度左右的平头食人鱼模组和小草
15、帽发光模组。较大的光辐射面积可LED 太阳能路灯控制器设计以使模组用量降低，而较矮的字墙又提高了字体的发光亮度。两者有机地结合起来，遵循了能量守恒定律，也体现了正确选择 LED 的重要性。值得注意的是，LED 发光字在使用 LED 发光模组的过程中，一定要注意电压降的问题。千万不要只做一条回路，从首串联到尾。这样做不仅会使首尾之间由于电压不同而导致亮度不一致，还会产生单路电流过大烧毁线路板的问题。正确的做法是尽量多并联些回路，以保证电压和电流的分配合理。另外，字腔内部如需使用防腐材料，最好是用白色底漆，以增加其反光系数。LED 在超薄标牌中的应用超薄发光标牌是在为提高商家场所利用率的基础上应运
16、而生的。以往的超薄发光标牌和超薄发光灯箱厚度大致在 1.5-3.0cm 之间。2004 年，南京比亚在此基础上，独立开发了一套厚度在 0.8-1.5cm 之间的超薄标牌。该产品采用了导光、注塑、雕刻、背光源等多种技术。特点是表面平整，无雕刻凹凸痕，发光均匀无弦光。版面可无限做大，小到科室牌，达到高速公路的路标指示均可制作。此种超薄标牌在 LED 的选择上，可根据客户要求的厚度和版面的尺寸来选择。厚度在 8mm 以下，面积在 450cm2 以下的超薄发光标牌，可选用贴片发光模组；厚度在 8mm-10mm 之间，面积在 500cm2-400cm2 之间的超薄发光标牌，可像素管发光模组；厚度在 10
17、mm 以上的大型超薄发光指示牌，应选LED 太阳能路灯控制器设计用发光角在 30 度以内的超高亮发光模组。总之，广大广告界同仁在利用 LED 应用技术制作 LED 发光字时，除了要考虑 LED 发光字的稳定性之外，还要根据产品的要求来确定 LED 的发光角度，亮度及管与管之间的波长是否允许的范围内。只有合理的选择不同规格的 LED，才能确保产品质量达标，同时，是产生成本降至最低。场景化的LED 整体照明系统及其特征节能和保护环境是当今世界各国普遍关注的社会问题，并直接影响到人类社会的可持续发展。对直接消耗能源的照明产业，更加希望实现节能的绿色照明。半导体绿色照明光源的诞生被誉为照明领域的一次革
18、命，其标志是半导体发光二极管（LED）作为新型光源从特殊照明市场逐渐进入普通照明市场，市场前景极为广阔。作为特殊照明光源的应用，白光 LED 已经显示出巨大的性能优势、强劲的发展势头和迅速增长的市场需求。在未来 5 年，LED 灯很可能成为下一代照明的主流产品。发光的二极管灯泡无论在结构上还是在发光原理上，都与传统的白帜灯有本质的不同。长期以来，人们之所以没有将发光二极管用于照明，主要是因为一方面发光二极管发出光没有实现红、绿、蓝三基色，也无法实现白光；另一方面是发光强度和光效达不到照明要求。现在这个困扰人们的难题终于得到解决。人们采用超高亮度蓝光 LED 为基础，采用多种途径实现了白光。已研制出可发白光的发光二极管灯泡
