Cómo diseñar un controlador de alumbrado público solar
Diagrama del circuito del controlador de alumbrado público solar
1. Principio de funcionamiento
El principio del circuito se muestra en la Figura 1. El circuito consta de un circuito de control de sobrecarga de la batería con U5 como núcleo, un circuito de indicación de voltaje de la batería con U4A ~ U4D como núcleo y un circuito de interruptor de botón de visualización de voltaje KS1, un circuito de control de sobredescarga de la batería con U1B y un circuito de control de sobredescarga de la batería. con U1A Consta de un circuito de control de detección de luz encendida, un circuito de control de sincronización de luz encendida, apagado retardado y luz secundaria compuesto por U2, y un circuito de control de salida compuesto por un relé impulsor del transistor de control Q2. Se presentan por separado de la siguiente manera.
(1) La detección y protección de sobrecarga y sobredescarga de algunos paneles o conjuntos de módulos de células solares se ingresa desde el pin ① del zócalo CZ1 y se agrega al electrodo positivo del diodo de carga antirretroceso. D2. El terminal negativo de D2 está conectado al terminal positivo de la batería de 12 V, que es el pin ③ de CZ1. Cuando el controlador se enciende inicialmente, debido a la acción de C4, el pin ② de U5 tiene un nivel bajo, el pin ③ emite un nivel alto, Q7 se enciende y Q8 se apaga, lo que permite que la celda solar cargue la batería. Cuando el voltaje cargado de la batería es inferior a 14. Cuando hay 4V, el circuito divisor de voltaje en serie compuesto por R13, (R38 + R39) se envía a U5 ②, ⑥. Cuando el voltaje es inferior a 2/3 del voltaje de suministro de U5, es decir, menos de 6 V, el circuito mantiene la carga. estado; a medida que se prolonga el tiempo de carga, el voltaje de la batería aumenta gradualmente. Cuando el voltaje de U5 ② y ⑥ es superior a 2/3 del voltaje de suministro de U5, el pin U5 ③ emite un nivel bajo, Q7 se corta y Q8 se enciende para descargar. corriente al panel solar y deje de cargar la batería. Cuando el pin ③ de U5 genera un nivel bajo, su pin ⑦ se enciende, lo que equivale a incorporar el 1140 al circuito. En este momento, la relación de división de voltaje del circuito es: R38 R39 / / R40 / IRl3 (R38 R39) / / R40. No es difícil calcularlo cuando el voltaje de la batería es inferior al valor establecido de 13 V. El estado del circuito cambia nuevamente y el pin U5③ emite un nivel alto, lo que permite que la batería se cargue.
(2) Método y control de detección de luz
El panel solar es un buen elemento fotosensible y su corriente y voltaje de salida pueden cambiar con la intensidad y la iluminación de la luz recibida. Este controlador utiliza este principio para controlar el encendido y apagado de las luces. El voltaje de entrada del panel solar PVin se divide por R5 y R6 en serie, se suma al pin ② del amplificador operacional U 1A y su pin ③ se conecta al punto divisor de voltaje de R9 y R8 VR1. Durante el día, el panel solar genera un voltaje alto bajo la luz solar. Después de dividirse por R5 y R6, el voltaje del pin del amplificador operacional U 1A② es mayor que el pin ③ U 1A① genera un nivel bajo, Q1 se corta. y U2 no tiene alimentación El voltaje no funciona, Q2 está cortado, el relé no cierra, el sistema no tiene voltaje de salida y las farolas no funcionan. A medida que oscurece, el voltaje de salida del panel solar disminuye. El voltaje del pin ② de UlA también disminuye sincrónicamente. Cuando el voltaje del pin U1A ② es menor que el pin ③, el comparador voltea, el pin ① de U 1A genera un nivel alto, Q1 se enciende, el circuito de sincronización U2 se enciende para funcionar, Q2. está encendido y JDQ1 está cerrado Enciende las luces de la calle. En la figura, VR1 es el potenciómetro de ajuste para configurar el momento en que se enciende la luz de la calle. El ajuste de VRl puede configurar la luz de la calle para que se encienda en diferentes momentos. DW1 es un diodo de sujeción que se utiliza para evitar que el panel solar reciba un voltaje demasiado alto durante el día, lo que provoca que el voltaje de entrada del pin ② del U 1A sea demasiado alto y provoque daños. C1 es un condensador de almacenamiento de energía, que se utiliza para evitar que el voltaje del pin U1A② encienda accidentalmente la farola debido a cambios repentinos. R14 es la resistencia de retroalimentación. Su función es hacer de U 1A un comparador de histéresis. Prevenir y evitar que U1A oscile cerca del punto de encendido y encienda y apague repetidamente la farola.
(3) Circuito de control de iluminación y extinción del circuito de retardo de alumbrado público
El circuito de control de retardo utiliza el chip de control de sincronización programable CD4541BE, que tiene un bajo consumo de energía y un circuito divisor de frecuencia programable incorporado. , el nivel máximo de división de frecuencia es 65536 niveles.
El rango de ajuste de tiempo de este controlador diseñado para encender las luces regularmente y apagar las luces regularmente es: 2. 093 horas -11． 93 horas. Controlado y ajustado por V: R2 y VR3 respectivamente.
(4) Circuito de control de prioridad de descarga de parada de batería
Si el voltaje de la batería es inferior a su valor de terminación de descarga permitido cuando la farola está a punto de encenderse o ya está encendida, Q4 se encenderá ． En este momento, independientemente de si U 1A genera un nivel alto o no, Q1 se cortará, protegiendo así la batería contra daños por descarga excesiva.
(5) Circuito de indicación de voltaje de la batería
Para permitir que el personal de supervisión y mantenimiento en el sitio comprenda y capte el estado de la batería de manera oportuna, este controlador está equipado Con un dispositivo LED de indicación de voltaje de la batería. El número de luces indica el voltaje de la batería.
2. Depuración de circuitos
Descubierto durante la producción. El punto de conversión de estado real del circuito de base de tiempo NE555, es decir, el punto de inversión de los estados 1/3V(:C y 2/3VCC, no sigue estrictamente el valor teórico. Al ajustar la resistencia R13, el control de sobrecarga de Se pueden lograr 14,4 V. El requisito real se puede lograr cambiando los 100 kΩ diseñados a 120 kΩ. De manera similar, el voltaje de indicación de la batería se puede calibrar ajustando el controlador de alumbrado público VR4. Microcontrolador PIC 12F 675.
La Figura 2 es un circuito controlador de alumbrado público solar fabricado con el microcontrolador PIC12F675. Es un microcontrolador de 8 pines con 6 puertos E/S con oscilador RC interno (la frecuencia de oscilación es). 4MHz), 4 canales de convertidores A/D de 10 bits y 1 canal de comparador, el controlador tiene un rendimiento estable y confiable y un bajo consumo de energía
1. Principio de funcionamiento
El sistema de suministro de energía consta de la batería BTl, el transistor de efecto de campo de ejecución del control de sobrecarga de la batería 01 y el regulador de voltaje de tres terminales U1 y Q4 forman el control de descarga; es manual, sistema de encendido automático controlado por luz R_GM1, resistencia divisoria de voltaje de la batería, diodo indicador emisor de luz y otras partes. El voltaje del panel solar se ingresa desde la interfaz J3 después de dividirse en dos canales a través de la carga anti-reversa. diodo D1, un canal está estabilizado por U1 LM 78L 05. Proporciona energía de trabajo para el microcontrolador PIC 12F675 y el otro canal carga la batería a través del fusible FB. Después de encender el microcontrolador, el circuito de hardware compuesto por Rf y Cf es. primero se reinicia. Luego, el software controla el pin GP4 de U2 para generar un nivel alto, lo que permite que Q4 se encienda, Q2 se apaga, el sistema de control deja de descargar y luego detecta el valor de voltaje parcial en el pin GP0 de U2, e indirectamente detecta y. determina si la batería tiene bajo voltaje o sobrevoltaje mediante la conversión A/D interna y el cálculo del software. Si la batería está sobrecargada, pase el pin GP5 U2 ② para generar un nivel alto, lo que provoca un cortocircuito. el panel solar, deje de cargar la batería y encienda el indicador LED2 de "sobrecarga"; si no se produce sobrecarga, el pin GP5 de U2 ② genera un nivel bajo, lo que permite que la batería se cargue detectando el valor de voltaje parcial del fotorresistor R_GM1 conectado. al pin GP1 U2 ⑥, se determina si está "oscuro y es hora de encender las luces de la calle". Si alcanza el punto de encendido preestablecido, el software controla el pin GP4 u2 ③ para emitir un nivel bajo, de modo que Se corta Q4, se enciende 02 y se enciende la farola. Si no se alcanza el punto de encendido, el programa regresa y verifica los parámetros anteriores en un bucle.
K1 es el botón de luz manual. Presione K1 y la farola se encenderá.
El microcontrolador determina si está "oscuro" detectando el valor de voltaje parcial en el fotorresistor R_GM1 si está oscuro. Luego, la farola se encenderá de acuerdo con los requisitos de diseño. De lo contrario, el microcontrolador entrará en la función de "prueba" del controlador de alumbrado público: la farola se apagará automáticamente después de 2 minutos.
2. Nota
Dado que el diseño del programa del microcontrolador es muy flexible, el "punto de luz encendida" se utiliza como marcador de luz encendida, y este punto puede ser el tiempo. También puede ser el "grado" de oscuridad. Si se define la hora, las luces de la calle pueden comenzar a cronometrar a partir de esta hora y apagarse después de unas horas. Si está oscuro, se puede hacer que las luces de la calle comiencen a encenderse después de que alcance este nivel de oscuridad. Después de eso, se puede programar para que se apague o se puede juzgar que se apague después del amanecer. Todas las decisiones las toman los diseñadores de software.