一种便携式太阳能LED显示板的制作方法

本发明涉及led显示装置技术领域，具体涉及一种便携式太阳能led显示板。

背景技术：

led显示板作为信息传播的一个重要媒介，已广泛地应用在室内外需要显示图形和汉字进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所，如大型商场、车站、码头、地铁站，餐饮报价、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明及各类办事窗口等。显然，led显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。但对于户外，尤其是临时搭设的led显示板，由于要外接电源，对于线路的铺设是很是麻烦，而且成本高昂。这就要求有一种不需要外接电源，能预先充电或本身具备发电装置的led显示板，便携式太阳能led显示板，正是在这种背景需求下催生。

技术实现要素：

基于现有技术的不足，本发明提供了一种便携式太阳能led显示板，结合led显示板在日常生活中的实用性，同时本自身携带的太阳能板，能不时地给自带的电池进行充电，补充电量，满足人们对于户外led显示板便携式需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种便携式太阳能led显示板，其特征在于：包括充储电单元和led显示控制单元；

所述充储电单元包括锂电池、锂电池电压采样电路、电压比较器、交流市电、对交流市电进行整流的整流桥电路、太阳能发电板，太阳能发电板的电源输出端与整流桥电路的输出端并联，并联后的电路还连接有滤波稳压电路，所述滤波稳压电路的输出端通过分压电路后连接在所述电压比较器的第一电压输入端，用于为锂电池提供基准参考电压，所述滤波稳压电路的输出端还通过开关电路分别与锂电池的正极及电压比较器的第二电压输入端连接，所述锂电池正极还与所述锂电池电压采样电路的采样端连接，并当所述锂电池电压采样电路采集的电压低于基准参考电压时，所述电压比较器输出信号控制开关电路打开为所述锂电池充电，当所述锂电池电压采样电路采集的电压高于基准参考电压时，所述电压比较器不输出控制开关电路打开的信号，所述滤波稳压电路的输出端不为锂电池充电；

所述led显示控制单元包括led共阳点阵模块、单片机、锁存器及若干个led三极管驱动模块，所述单片机的第一输出口的每一个io口分别对应连接每一个所述led三极管驱动模块的驱动端，每一个所述led三极管驱动模块的输出端分别对应连接led共阳点阵模块的各个共阳极，所述单片机第二输出口连接所述锁存器，所述锁存器输出的每一个io口分别对应连接led共阳点阵模块的共阳极的led灯的阴极。

进一步的，若干个所述led三极管驱动模块结构相同，均包括第一pnp三极管和电阻，所述第一pnp三极管的栅极与单片机的第一输出口的一个io口连接，所述第一pnp三极管的漏极串联所述电阻后接地，所述第一pnp三极管的源极连接电源正极，所述led共阳点阵模块的每个共阳极分别与第一pnp三极管的漏极连接，连接在同一共阳极上的led灯的阴极分别与锁存器的io连接。

进一步的，所述锂电池的两端还并联有用于对锂电池进行过充、过放及短路过流保护的锂电池保护单元。

进一步的，所述锂电池保护单元包括型号为dw01的电池保护芯片及其外围电路。

进一步的，所述分压电路包括第一电阻r1和第一稳压二极管d3，所述第一电阻的第一端与所述滤波稳压电路的输出端连接，第二端与所述第一稳压二极管d3的负极连接，所述第一稳压二极管d3的正极接地，所述第一稳压二极管d3的负极与电压比较器的负极连接。

进一步的，所述第一稳压二极管d3负极端的电压为4.2v。

进一步的，所述采样电路包括串联在一起的第二电阻r5和第一电容c5，所述第一电容c5的另一端接地，所述第二电阻r5的另一端与锂电池的正极连接。

进一步的，所述开关电路包括第二pnp型三极管和第三电阻r9，所述第二pnp型三极管的漏极与所述滤波稳压电路的输出端连接，栅极与电压比较器的输出端连接，源极分别与锂电池的正极和电压比较器的正极连接，当采样电路采集的电压低于4.3v时，电压比较器输出低电压，第二pnp三极管导通，对锂电池进行充电；当采样电路采样电压高于4.3v时，电压比较器输出高电压，第二pnp三极管截止，不对锂电池进行充电。

优选的，所述锁存器采用型号为74hc573的锁存器。

本发明的有益效果为：在传统的led显示板基础上，加入了充储电的功能，同时结合太阳能电池板能在户外发电的特点，结合使用，满足了人们对于便携式led显示板的需求，应用前景好。

附图说明

图1为本发明具体实施例的分别与市电和太阳能发电板连接的整流桥电路及与整流桥电路连接的滤波稳压电路；

图2为本发明具体实施例的开关电路、采样电路、比较器及锂电池保护单元的连接原理图；

图3为本发明具体实施例的led显示控制单元的结构原理图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

本实施例提供的一种便携式的太阳能led显示板，是一种自身带有充储电功能，并通过控制电路智能地在led显示板中显示所需信息的装置。

该装置包括三层：正面层led显示面板；中间层充储电单元、led显示控制单元两个电路控制单元；背面层太阳能发电板。

如图1-2所示，充储电单元，设计充电过程可通过交流市电或太阳能发电板直流电两种方式。包括锂电池、锂电池电压采样电路、电压比较器、交流市电、对交流市电进行整流的整流桥电路、太阳能发电板，太阳能发电板的电源输出端与整流桥电路的输出端并联，并联后的电路还连接有滤波稳压电路，所述滤波稳压电路的输出端通过分压电路后连接在所述电压比较器的第一电压输入端，用于为锂电池提供基准参考电压，所述滤波稳压电路的输出端还通过开关电路分别与锂电池的正极及电压比较器的第二电压输入端连接，所述锂电池正极还与所述锂电池电压采样电路的采样端连接，并当所述锂电池电压采样电路采集的电压低于基准参考电压时，所述电压比较器输出信号控制开关电路打开为所述锂电池充电，当所述锂电池电压采样电路采集的电压高于基准参考电压时，所述电压比较器不输出控制开关电路打开的信号，所述滤波稳压电路的输出端不为锂电池充电；

交流220v通过变压后变成交流22v，经过全桥整流电路转换为直流电，然后通过滤波整流电路转换为需要的电压，滤波整流电路采用两个极性电容c1、c2作高低频滤波，连接三端稳压器lm7815ct，输出直接电压15v，后边再连接两极性电容c3、c4作高低频滤波，再连接稳压器lm317ah，通过调节电阻r6，使两端输出稳定在5v。另外，太阳能发电板(15v<电压值<22v)接入到全桥整流电路的输出端，并通过二极管d6，防止与交流变压后互串。这样，在没有交流市电充电时，可通过太阳能电池板可实现冲电。

所述分压电路包括第一电阻r1和第一稳压二极管d3，所述第一电阻的第一端与所述滤波稳压电路的输出端连接，第二端与所述第一稳压二极管d3的负极连接，所述第一稳压二极管d3的正极接地，所述第一稳压二极管d3的负极与电压比较器的负极连接。

所述第一稳压二极管d3负极端的电压为4.2v。

所述锂电池电压采样电路包括串联在一起的第二电阻r5和第一电容c5，所述第一电容c5的另一端接地，所述第二电阻r5的另一端与锂电池的正极连接。

所述开关电路包括第二pnp型三极管和第三电阻r9，所述第二pnp型三极管的漏极与所述滤波稳压电路的输出端连接，栅极与电压比较器的输出端连接，源极分别与锂电池的正极和电压比较器的正极连接，当采样电路采集的电压低于4.3v时，电压比较器输出低电压，第二pnp三极管导通，对锂电池进行充电；当采样电路采样电压高于4.3v时，电压比较器输出高电压，第二pnp三极管截止，不对锂电池进行充电。

本实施例充储电单元主要通过整流桥电路或太阳能电池经过稳压后，经过采样比对电路对锂电池进行充电，锂电池充放电过程，由锂电池保护单元进行监控，防止过充、过放及短路。

led显示控制单元主要由单片机最小系统、led点阵的行数据控制电路、led点阵的列扫描驱动电路组成。

如图3所示，所述led显示控制单元硬件电路包括led点阵共阳模块、单片机、锁存器及若干个led三极管驱动模块，led点阵共阳模块的每颗led的工作电压约为1.8v，电流约10ma。当点阵共阳端作为列(y)接于高电平，此时阴端某一行(x)电平为低时，点阵(x,y)位置的led被点亮。当用一定频率的信号进行列扫描，同时行数据不断地输出时，只要频率足够快，由于人的视觉残留效应，就感觉看到完整的文字和图案，对此我们采用单片机的两个端口进行列扫描和行数据输出。

由于每颗led的工作电流约10ma，而单片机端口不供给这么大的电流，对此我们将单片机输出行数据的端口接于锁存器74hc573，一方面防止高频信号干扰，数据丢失；另一方面通过锁存器作为缓冲，给每颗led供电，而锁存器74hc573也能负载10ma的电流。为了每颗led工作时有适度的亮度，同时防止过流烧坏led，需在led前接入电阻。我们设置电流为15ma，而74hc573输出低压约0.2v，led工作电压约1.5v，电源+5v经74hc573内部三级管vce饱和电压损耗约0.2v，通过计算，该阻值约为200欧姆，对于8*8点阵，当某一列的所有行(8颗led)都亮时，电流约有120ma，这对于单片机来说电流过大，需通过电路独立驱动，我们对每一列led都用一个pnp三极管电路来驱动。当单片机列端信号输出高电平时，pnp三极管不通，led共阳端接于低电平，整列不亮；当单片机列端信号输出低电平时，pnp三极管导通，led共阳端被拉至高电平，整列可亮，具体电路结构包括：单片机的第一输出口的每一个io口分别对应连接每一个所述led三极管驱动模块的驱动端，每一个所述led三极管驱动模块的输出端分别对应连接led共阳点阵模块的各个共阳极，所述单片机第二输出口连接所述锁存器，所述锁存器输出的每一个io口分别对应连接led共阳点阵模块的共阳极的led灯的阴极。若干个所述led三极管驱动模块结构相同，均包括第一pnp三极管和电阻，所述第一pnp三极管的栅极与单片机的第一输出口的一个io口连接，所述第一pnp三极管的漏极串联所述电阻后接地，所述第一pnp三极管的源极连接电源正极，所述led共阳点阵模块的每个共阳极分别与第一pnp三极管的漏极连接，连接在同一共阳极上的led灯的阴极分别与锁存器的io连接。

综上所述，单片机一端口输出led点阵的各行数据，将数据寄存于锁存器中，防止高频信号干扰，数据丢失，并通过锁存器给每颗led供电；另一端口同步进行led列扫描，+5v电源系统分别给单片机、锁存器和列驱动电路供电。

需要说明的是，以上所述只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。