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ATmega128单片机多功能太阳能台灯设计+电路图(4)

时间:2021-09-25 17:03来源:毕业论文
自 20 世纪 30 年代来,人类使用的还是煤油灯,后来才渐渐被白炽灯,节能 灯取代。进入 21 世纪后,以 LED 为灯源的台灯则会成为台灯行业的领导者。在

自 20 世纪 30 年代来,人类使用的还是煤油灯,后来才渐渐被白炽灯,节能 灯取代。进入 21 世纪后,以 LED 为灯源的台灯则会成为台灯行业的领导者。在 如今的台灯行业中,太阳能台灯占有重要地位。而太阳能台灯通过太阳能电池板 充电,需要时打开开关就可用于照明。现在的太阳能台灯所使用的有光伏电池和 蓄电池,而光伏电池一般寿命都很长,所以只有提高蓄电池的质量才能提高整体 的质量。

1。3  本论文主要研究内容

目前的太阳能台灯都是直流输电,以 ATmega128 单片机作为主控器件,光 源使用 LED 光源,用单晶硅太阳能电池,选取合适的锂电池,并利用单片机控 制显示部分,组成一个完整的太阳能台灯照明系统。

主要研究的工作包括:

(1) 介绍太阳能台灯主要组成的工作原理和特点;

(2) 介绍各部分的硬件电路;

(3) 完成显示日历、时间、星期和温度,并可以通过按键调节;

(4) 完成闹钟报警电路;

(5) 能熟悉并掌握 Proteus 仿真软件的流程并进行系统测试;

2 太阳能台灯设计

2。1  太阳能台灯简介

太阳能台灯是以太阳光为能源,在阳光充足的白天进行充电,再在需要的时 候使用,不但绿色无污染,而且也不会有接头线占空间繁琐的问题,可随意摆放。 太阳能台灯是通过太阳能电池在阳光下充电,将光能转化成化学能贮存在蓄电池 中[8],使用时化学能转化成电能给灯供电。当晚上或者有时光线较暗的地方时, 只要打开开关就能提供照明的台灯。

2。2  太阳能台灯设计方案

2。2。1 设计思路

1。电池板采用 10V 的太阳能电池板,作为充放电控制电路的输入端,为系统 提供大约 10V 的直流稳定电源电压,电压经过充电控制电路(DC/DC 转换电路), 将电压降至 3。7V 为锂电池充电。

2。考虑到阴雨天时光线较暗无法用太阳能充电时,也可以用 220V 交流电对 电池的充电。

3。采用 12 个 2V,20mA 的 LED 灯混联,锂电池采用 3。7V 的锂电池,可对

LED 供应长达 3-5 小时的照明时间。

4。利用 DS18B20 温度检测芯片来检测环境温度,DS1302 产生日历, 在 LCD1602 的第一行显示出日历,时间,第二行显示温度,恒流驱动部分可以用 PWM 调光技术实现调光。

2。2。2 系统概述

所设计的太阳能台灯照明系统包括太阳能电池板,控制器,锂电池,LED 照明电路,显示屏,时钟电路,温度传感器,按键电路和报警提示电路。太阳能 电池板主要用于收集太阳能光并转化成电能;充电控制器主要是一些转换电路, 例如降压电路;充放电保护电路主要用于保护锂电池,防止过充或过放时锂电池 的非正常运行;锂电池则是台灯的主要电源,选用主要是它的绿色环保、寿命长;

LED 照明电路是用于驱动 LED 照明,提供光照;时钟电路用于产生日历,星期和 当前时间;温度传感器用于测量周围环境温度;按键电路主要是用于设置时钟、 闹钟和灯光调节;显示屏采用的是 LCD1602,用于显示时钟电路和温度的数值。

太阳能台灯系统设计方案如图 2-1 所示:

图 2-1 太阳能台灯系统

2。3 各主要电路组成说明

2。3。1  充放电保护电路

正常情况下,白天有太阳光照射时,电路正常工作,处于充电状态。太阳能 板吸收光能并向锂电池充电,但必须考虑到锂电池的容量问题,避免出现事故, 加入过充电保护电路,放电控制也类似,只要电压低于放电所需要的电压时,同 样需要过放电保护电路。单节锂离子电池保护电路如图 2-2 所示,它主要由两个 MOSFET 和专用保护 IC 构成[9]。专用保护 IC 即本文设计所需要的保护芯片,主 要功能是电池电压、放电电流的监控,并且两个 MOSFET 的栅极都由这个 IC 控 制,而一个 MOSFET 实现充电的控制功能,另一个实现放电的控制功能。在图 ATmega128单片机多功能太阳能台灯设计+电路图(4):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_82234.html

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