一種基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于路燈照明領(lǐng)域，特別涉及一種基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈。
【背景技術(shù)】
[0002]自工業(yè)革命以來(lái)，人類文明發(fā)展主要依賴于無(wú)節(jié)制地開(kāi)發(fā)利用煤、石油、天然氣等化石燃料的自然資源。而這些自然資源是不可再生的，據(jù)美國(guó)石油業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì)，地球上尚未開(kāi)采的原油儲(chǔ)藏量已不足兩萬(wàn)億桶，可供人類開(kāi)采的時(shí)間不超過(guò)95年。為了減緩能源危機(jī)的加劇，世界各國(guó)都在尋求解決能源危機(jī)的辦法，一條是利用新能源與可再生能源，另外一條是降低能源消耗的節(jié)能技術(shù)。其中，太陽(yáng)能是新能源和可再生能源家族中最引人矚目的。太陽(yáng)能是一種無(wú)污染能源，并且還是一種無(wú)限的能源。太陽(yáng)能在照明上的應(yīng)用不僅集成了太陽(yáng)能應(yīng)用的所有優(yōu)點(diǎn)，而且還使太陽(yáng)能的利用得到了相當(dāng)大的發(fā)展。
[0003]毋庸置疑，太陽(yáng)能路燈經(jīng)過(guò)大力推廣，發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛，各地政府紛紛出臺(tái)政策，大力發(fā)展太陽(yáng)能路燈照明。應(yīng)該說(shuō)，太陽(yáng)能路燈經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，以其先進(jìn)、穩(wěn)定、智能、成熟的控制技術(shù)、顯著的節(jié)能特性、較短的投資回報(bào)周期、簡(jiǎn)便的維護(hù)方式等特點(diǎn)得到大眾的認(rèn)可。但是太陽(yáng)能路燈在不斷的推廣與應(yīng)用的過(guò)程中，也出現(xiàn)了一些問(wèn)題，如照明時(shí)間短、個(gè)別部件壽命短、路燈維護(hù)困難等。目前投入使用的太陽(yáng)能路燈通常采用鉛酸蓄電池、鎳鎘蓄電池等作為蓄能裝置，存在使用壽命短、充電效率低、廢舊蓄電池回收處理難、路燈維護(hù)消耗較大等不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有太陽(yáng)能路燈的不足，提供一種具有快速充電、低壓充電、使用壽命長(zhǎng)、能監(jiān)測(cè)路燈狀況的基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:包括太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)、路燈燈源、控制系統(tǒng)、第二單片機(jī)、PC機(jī)、液晶屏、充電電路和均壓電路，其特點(diǎn)是:還包括超級(jí)電容器，所述控制系統(tǒng)中包括第一單片機(jī)、電源保護(hù)模塊、路燈控制模塊、燈況檢測(cè)模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊和無(wú)線通信模塊；所述控制系統(tǒng)中第一單片機(jī)分別與電源保護(hù)模塊、路燈控制模塊、燈況檢測(cè)模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊和無(wú)線通信模塊相連，所述無(wú)線通信模塊經(jīng)第二單片機(jī)分別與PC機(jī)、液晶屏相連，所述第一單片機(jī)與太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)相連，所述電源保護(hù)模塊與超級(jí)電容器相連，所述路燈控制模塊、燈況檢測(cè)模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊均與路燈燈源相連，所述太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)經(jīng)充電電路和均壓電路、超級(jí)電容器與路燈燈源相連。
[0006]上述的基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈中，所述第一單片機(jī)為MSP430F149。
[0007]上述的基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈中，所述充電電路所述充電電路包括串聯(lián)的升壓電路和降壓電路。
[0008]上述的基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈中，所述升壓電路采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2577，所述降壓電路采用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓芯片LM2596。
[0009]上述的基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈中，所述無(wú)線通訊模塊為GSM模塊。
[0010]上述的基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈中，所述GSM模塊通過(guò)RS232與第二單片機(jī)進(jìn)行通訊。
[0011]上述的基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈中，所述第二單片機(jī)為MSP430F149。
[0012]本實(shí)用新型所采用的超級(jí)電容器是一種介于普通電容器和化學(xué)電池之間的儲(chǔ)能器件，兼具兩者的優(yōu)點(diǎn)，如功率密度高、能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、可快速充放電，并具有瞬時(shí)大電流放電和對(duì)環(huán)境無(wú)污染等特性。控制系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈當(dāng)前工作狀態(tài)、電源電量、路燈燈況、路燈損壞原因等信息的采集，并通過(guò)GSM無(wú)線通信技術(shù)，將控制系統(tǒng)采集的相關(guān)信息發(fā)送到路燈區(qū)域管理中心的PC機(jī)和液晶屏上，便于工作人員及時(shí)對(duì)路燈進(jìn)行管理，減少了路燈維護(hù)對(duì)人力、物力的浪費(fèi)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)路燈的智能化管理與控制。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本實(shí)用新型的第I單片機(jī)主控電路圖。
[0015]圖3為本實(shí)用新型的電源電路圖。
[0016]圖4為本實(shí)用新型的驅(qū)動(dòng)電路。
[0017]圖5為本實(shí)用新型的負(fù)載供電限流電路。
[0018]圖6為本實(shí)用新型的控制模塊供電限流電路。
[0019]圖7為本實(shí)用新型的升壓電路。
[0020]圖8為本實(shí)用新型的降壓電路。
[0021]圖9為GSM模塊無(wú)線信號(hào)發(fā)射工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型的基于超級(jí)電容器的智能太陽(yáng)能路燈的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)、超級(jí)電容器、路燈燈源、控制系統(tǒng)、第二單片機(jī)、PC機(jī)、液晶屏、充電電路和均壓電路，控制系統(tǒng)中包括第一單片機(jī)、電源保護(hù)模塊、路燈控制模塊、燈況檢測(cè)模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊和無(wú)線通信模塊；控制系統(tǒng)中第一單片機(jī)分別與電源保護(hù)模塊、路燈控制模塊、燈況檢測(cè)模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊和無(wú)線通信模塊相連，無(wú)線通信模塊經(jīng)第二單片機(jī)分別與PC機(jī)、液晶屏相連，第一單片機(jī)與太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)相連，電源保護(hù)模塊與超級(jí)電容器相連，路燈控制模塊、燈況檢測(cè)模塊、亮度調(diào)節(jié)模塊均與路燈燈源相連，太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)經(jīng)充電電路和均壓電路、超級(jí)電容器與路燈燈源相連。
[0023]本實(shí)施例中第一單片機(jī)為MSP430F149，MSP430系列單片機(jī)是一個(gè)16位的單片機(jī)，處理能力強(qiáng)，運(yùn)算速度快，超低功耗，適合應(yīng)用于使用電池供電的儀器、儀表類產(chǎn)品中。另外它集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)，片內(nèi)資源豐富且有OTP型、FLASH型和ROM型三種類型的器件，有方便高效的開(kāi)發(fā)環(huán)境。
[0024]采用超級(jí)電容器作為蓄能裝置，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成電能存儲(chǔ)起來(lái)。其充電電路為升降壓電路，可分為兩個(gè)部分，即升壓電路部分和降壓電路部分。在太陽(yáng)能電池板正常工作時(shí)，通過(guò)該充電電路先將太陽(yáng)能電池板輸出的電壓升到一個(gè)穩(wěn)定的電壓值，再降壓至蓄能裝置的充電電壓，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的充電過(guò)程。<