文档介绍：本科毕业论文(设计)
论文(设计)题目:
智能太阳能路灯控制器设计
学院:机械工程学院
专业:机械设计制造及其自动化
班级:机电093
学号:0908030297
学生姓名:丁仲强
指导教师:李雪梅
2013年 6月11日
贵州大学本科毕业设计
诚信责任书
本人郑重声明:本人所呈交的课程论文(设计),是在导师的指导下独立进行研究所完成。课程论文(设计)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
特此声明。
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目录
摘要 IV
Abstract V
前言 1
一、太阳能路灯控制器的介绍 2
太阳能路灯的发展趋势 2
太阳能路灯控制器的发展现状 2
太阳能路灯控制器的发展趋势 3
二、太阳能路灯的设计 4
太阳能路灯硬件设计 4
太阳能路灯位置跟踪装置的设计 4
太阳能路灯行人检测装置的设计 5
太阳能路灯控制器电路的设计 5
三、太阳能路灯硬件的设计 6
太阳能路灯的硬件组成 6
LED工作原理与电路设计 6
太阳能电池与蓄电池的选择 7
单片机的选择 8
A/D转换器的选择 10
ADC0808简介 10
四、太阳能路灯的电路设计 13
蓄电池充电电路 13
单片机电源电路 15
蓄电池过放保护电路 16
LED阵列驱动电路 16
步进电动机驱动电源电路 17
五、太阳位置追踪装置的设计 20
21
太阳运行轨迹跟踪方式 22
视日运动轨迹跟踪 22
光电跟踪 23
视日轨迹跟踪与光电跟踪结合 25
太阳位置检测传感器 26
方位检测传感器的选择 27
太阳方位检测电路 29
太阳光光强检测模块 30
硅光电池的选择 30
光电检测电路 32
数据采集 33
机械追踪部分的设计与选择 33
蜗轮蜗杆的选择与计算 34
联轴器的选择与计算 36
38
六、行人检测装置的设计 40
热释电效应及热释电传感器 40
菲涅尔透镜的选择 42
热释电传感器的输出信号特性 42
43
LM324的介绍 43
43
七、控制器程序设计 46
Keil C51软件的介绍 46
程序流程的设计 46
子程序的编写 48
定时器定时(中断)程序 48
外部中断程序 49
步进电机驱动程序 50
延时程序 53
八、总结与期望 55
参考文献 57
致谢 58
附录Ⅰ 59
附录Ⅱ 73
附录Ⅲ 74
附录Ⅳ 75
附录Ⅴ 76
附录Ⅵ 77
智能太阳能路灯控制器设计
摘要
随着社会的发展和人口的增长,人类面临这更加严峻的环境和能源危机,世界各国相继制定了各自的发展战略,于是,对于太阳路灯的研究也越来越受到关注。本文是介绍的是一种智能的太阳能路灯的控制器,具有自动识别行人并控制LED点数与自动追踪太阳方位的功能的智能控制系统,本设计同样具有一般太阳能路灯控制器的常规功能(过充保护、过放保护与双模供电)。采用节能的大功率LED作为发光器件与高效率的单片机作为处理器,采用光电技术提高系统的灵敏度。该系统主要由行人检测与太阳位置跟踪两个方面构成。
行人检测方面采用两个热释电红外传感器,通过双限电压比较放大电路对信号的降噪与放大,将处理后的信号交由单片机处理,判断行人所在区域是否为工作区域。
而太阳位置追踪装置,则是采用一块硅光电池作为光强检测与一块四象限光电探头作为太阳位置检测。光强信号与位置信号分别通过I/V变换电路与放大电路进行信号的处理与放大,以得到A/D转换器可以识别与分辨的电压信号,A/D转换器将模拟量的电压信号转换为相应的数字量信号,以供单片机比较与计算,进而对太阳的位置进行跟踪,保证太阳能电池的主光轴与光线平行。
该系统采用的行人检测装置及LED点数控制,很好的节省了蓄电池的能源,降低了蓄电池的损耗,降低了蓄电池更换频率。并且选用精度较高的四象限光电探头与步进电动机配合的太阳位置跟踪装置,能够提供足够的精度,以实现实时跟踪。
关键字:太阳能;大功率LED;控制器;路灯
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