基于单片机的智能太阳能路灯设计
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2020-08-10
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基于单片机的智能太阳能路灯设计基于单片机的智能太阳能路灯设计
针对目前市场上太阳能路灯的普遍不足之处，本文提出了一种基于单片机智能控制的太阳能路灯设计方案。本
方案不仅可以实现智能控制，且可使路灯系统运行在节能状态，提高能源的利用率。
太阳能路灯的应用具有重要的现实意义，尤其是靠小规模火力发电或季节性水力发电的地区，更应大力发展太阳能电力。太阳
能路灯以其先进、稳定、智能、成熟的控制技术及显著的节能特性、简便的维护方式等特点得到推广。随着太阳能照明灯具产
品的普及，很多应用项目存在质量和售后服务问题。因此，需及时分析原因、规范市场，使太阳能路灯市场健康有序地发展。
太阳能是地球上最为直接、普遍、清洁的能源，其作为一种可再生能源，每天达到地球表面的辐射能约2.5亿万桶石油。
1硬件电路设计
选择DS1302计时器、AT24C02存储器、4位数码显示器、过充过放电路、STC12C2051单片机等组成智能控制系统。根据各
部分电路的功能不同，整体电路可分为以下几个部分：太阳能电池板组件、过充过放电路、STC12C2051单片机、蓄电池、
时控光控电路、照明负载和时间显示电路。
1.1电源电路设计
电源电路如图1所示。系统由太阳能电池板供电，24V蓄电池电压经过7805稳压后产生5V电压，作为控制器的主电源。电容
C2作为高频旁路电容，将高频信号旁路到地。同样电容C1为滤波电容。
图1 电源电路
1.2方案选择
DS1302是美国Dallas公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，其可对年、月、日、周日、时、分、秒进行
计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5～5.5V采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的
时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与
DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
在设计中一般使用的计时功能电路有软件计时，定时器定时，但其缺点是计时有误差，需隔一段时间校正一次;另一种是硬件
计时，现在流行的串行时钟电路有DS1302、DS1307、PCF8485等，这些电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛地
采用。在设计中采用硬件定时，时钟芯片DS1302。DS1302是Dallas公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采
用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。
RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器。其次，RST提供终止单字节或多字节
数据的传送手段。当RST为高电平时，所有数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电
平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。
采用时钟控器型的路灯控制器，要预先设定开关时间，使路灯按时亮灯、准时熄灯，从而达到自动控制的目的。优点是定时开
关预先设定的开关时间不受外界干扰，除本身故障外不会产生误动作。缺点是不能根据季节变化和特殊的天气情况自动变换开
关时间，需人工调整开关时间，费时费力，不利于节能。定时开关又分为机械钟表型和电子钟表型，机械钟表型以石英钟为
主，走时精准，但是由于机芯内使用塑料齿轮在高温下会变形，从而导致停机现象。
电子钟表型定时开关使用的也较多，常用LR6818、LM8650、LM8561等集成块为中心的电子钟电路。图2为与单片机的连接
图，其中VCC1为主电源，VCC2为后备电源。在一般情况下，SCL、I/O、RST与单片机连接实现1302的读写控制。
资源评论
小小二-yan2023-07-25设计结构简洁，易于安装和维护，不仅提高了路灯的使用寿命，也降低了维护成本。
SLHJ-Translator2023-07-25该文件展示了作者对于智能太阳能路灯设计的深入研究和实践经验，对于路灯行业的技术发展具有一定的借鉴意义。
一曲歌长安2023-07-25文章对单片机的应用进行了精细的分析，通过智能控制让路灯在白天关闭，晚上自动开启，节省了大量能源。
lowsapkj2023-07-25作者在设计中充分考虑到了能源的利用效率，减少了能源浪费，非常注重环保。
丽龙2023-07-25这篇文件详细讲解了基于单片机的智能太阳能路灯设计，对于智慧城市建设有很大的实用价值。
