一种可调具体时间与功率的太阳能光伏控制装置制造方法
【专利摘要】一种可调具体时间与功率的太阳能光伏控制装置，包括单片机、按键电路、显示电路、AD采集电路、时钟电路、驱动电路、和DC/DC电路。工作时先设置好太阳能光伏控制装置的工作方式，然后再设置工作时间和功率，根据电压采集电路来判断蓄电池和太阳能的状态，进行通过逻辑判断来达到对开启时间和具体工作功率的可调。通过本发明的装置，可以根据不同的月份来设置不同的时间开启、关闭负载，还可以进行功率选择，比如夏天可以设置凌晨3点而冬天可以设置为12点开启。还可以设置某一具体时间来开启和关闭负载，例如一直设置为凌晨2点开启/关闭负载。还可以具有节日灯功能，即在每年具体的节日时间开启。
【专利说明】一种可调具体时间与功率的太阳能光伏控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能控制领域，更具体涉及一种可调具体时间和负载功率的太阳能控制装置。
【背景技术】
[0002]随着地球资源的日益贫乏，基础能源的投资成本日益攀高，各种安全和污染隐患可谓无处不在，太阳能作为一种“取之不尽、用之不竭”的安全、环保新能源越来越受重视。同时，也随着太阳能光伏技术的发展和进步，太阳能灯具产品在环保节能的双重优势，太阳能路灯、庭院灯、草坪灯等方面的应用已经逐渐形成规模，太阳能发电在路灯照明领域发展
已经日趋完善。
[0003]现有的太阳能光伏控制装置在定时方面基本上都是延迟一定的时间开启或者关闭。但是随着季节的不同天黑的时间也不同，这种模式会有其局限性。比如一些24小时工作的厂区，他们会在特定的时间进行换班，换班后可以关闭路灯、或者降低路灯的功率来节约资源和成本，而这种模式由于季节的不同不能很精确地设定路灯的开启或关闭时间而造成资源的浪费。
[0004]在一些路灯需要常亮的地区，在后半夜人类活动减少的时候可以调整路灯的功率而达到节约资源的目的。而季节的不同人类活动的规律不同，单一的延迟时间不能很好的满足这个要求。
【发明内容】
[0005]为了弥补上述缺陷，本发明要解决的技术问题为设定太阳能光伏控制装置具体的开启或者关闭时间以及设定负载的具体功率。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现。
[0007]一种可调具体时间与功率的太阳能光伏控制装置，其特征在于，
[0008]包括单片机、按键电路、显示电路、AD采集电路、时钟电路、驱动电路、和DC/DC电路；其中，按键电路、显示电路、AD采集电路、时钟电路、驱动电路、和DC/DC电路均与单片机相连，
[0009]AD采集电路用于将蓄电池电压和太阳能板电压经AD转换后送入单片机；
[0010]时钟电路用于记录设定的时间，通过单片机执行写入和读出操作；
[0011]驱动电路用于开启或关闭充电电路和负载电路；
[0012]DC/DC电路用于根据单片机输出的PWM信号来控制负载的功率；
[0013]按键电路为四个按键，其中，第一个按键用于设置负载的工作模式；第二个按键用于设置月份，第三个按键用于设置小时，第四个按键用于设置功率。
[0014]进一步的，按键的设置方式为长按按键，当数码管显示数字闪烁时，再次按下则改变数码管的数字。
[0015]进一步的，显示电路为数码管。[0016]进一步的，如果太阳能板电压大于蓄电池电压，则对蓄电池进行充电。
[0017]进一步的，单片机为PIC16F884单片机，通过单片机内置的AD模块执行所述AD转换。
[0018]进一步的，将实时时间和时钟电路记录的所述设定的时间进行逻辑判断，以进行负载的开启或关闭。
[0019]进一步的，时钟电路的时钟芯片为ISL12026，其管脚7连接接锂电池，以保证在系统掉电时ISL12026里面设定的时间不会丢失和复位。
[0020]进一步的，DC/DC电路采用的芯片为LM3421，驱动电路采用IGBT作为驱动元件。
[0021]进一步的，所述装置还包括远程设置模块，所述远程设置模块通过GSM、CDMA、WCDMA或其他3G网络接入控制中心，利用短信命令来设置远程设置模块，从而用于:设置负载的工作模式、或设置月份、或设置小时，或设置功率，且所述远程设置模块能即时改变负载的工作模式、功率。
[0022]进一步的，所述装置还包括气象条件模块，所述气象条件模块通过所述远程设置模块连接到远程的气象服务器，从而与远程的气象服务器同步参数，利用获得的气象参数来用于:设置负载的工作模式、或设置月份、或设置小时，或设置功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的技术方案作进一步详细说明。
[0024]图1为本发明中一个实施例的单片机外围电路；
[0025]图2至5为一个实施例的四个按键设置电路；
[0026]图6、图7为蓄电池和太阳能电压采集电路；
[0027]图8为管理时间芯片ISL12026的外围电路；
[0028]图9至12为充电和负载驱动电路；
[0029]图13为可调功率DC/DC电路。
【具体实施方式】
[0030]本发明实施例单片机选取PIC16F884单片机，下称单片机；时钟芯片选取ISL12026; DC/DC 芯片选取 LM3421。
[0031]图1为本发明单片机外围电路，图2至5为四个按键设置电路，其中，示例性的，按键电路包括按键SI，S2，S3和S4。显示电路为数码管DS1。长按按键，当数码管DSl显示数字闪烁时，再次按下则改变数码管的数字，不同的数码管显示代表不同的工作方式。
[0032]按键SI用来设置负载的工作模式，举例而言，可以利用数码管DSl显示I表示手动模式，2表示设置小时开启负载，3表示设置小时关闭负载，4表示设置小时开启功率选择，5表示太阳能光控模式，6表示节日灯模式。容易理解，所述各个模式顾名思义，手动模式下工作人员可以手动设置参数和工作方式等所有可设置的参数，设置小时开启负载则表示在设置的时间点或时间段内开启负载(例如【背景技术】中的情形，负载是指路灯)，设置小时关闭负载则不再赘述。太阳能光控模式则指周围环境的光线亮度低于某阈值时开启负载，高于某阈值时关闭负载；节日灯模式则指因应节日气氛而延长开启负载(例如【背景技术】中的路灯)的工作时段。当然，并不限于上述举例的模式，本领域技术人员也可以将负载的工作模式划分为其他具体的模式。
[0033]按键S2用来设置月份，数码管显示I，2，3，4，5，6，7，8，9，0，1.，2.，分别表示I月到
12月。
[0034]按键S3用来设置小时，举例如下:数码管显示6，7，8，9，0.，1.，2.，3.，4.，5.，6.，
7.,8.,表示下午6到凌晨6点。当然，本领域技术人员也可以设置成24个小时，只不过，此处举例是表示通常情况下，上午10点至下午6点之间不需要开启负载来照明。也因此，通常的，按键S2不用来设置某日，因为本专利提及的负载一般都是按月控制，而不是按天控制这么频繁。当然，这不表示本专利不能用于设置每月的每一天。
[0035]按键S4用来设置功率，数码管显示I，2，3，4，5，6，7，8，9，O表示功率百分比从10%到 100%O
[0036]图6、7所示的两个电压采集电路，用来采集蓄电池电压和太阳能电池板的电压，用来判断太阳能电池板有没有电，以及根据蓄电池电压进行蓄电池保护和通过太阳能电池板为蓄电池充电。具体的，单片机的RA0/AN0 口与蓄电池在电阻上的分压相连接用来采集蓄电池电压，可以用来判断蓄电池的安全电压防止过放过充。单片机的RA1/AN1 口连接太阳能电池板在电阻上的分压。当So_ad大于OxOf时太阳能有电表示天亮，当So_ad与St_ad的差大于0x00时说明太阳能比蓄电池的电压高，执行充电。
[0037]图8为管理时间芯片ISL12026的外围电路，用来将实时时间和单片机所设定的时间进行逻辑判断，以进行负载的开启或关闭。时钟芯片ISL12026管脚5与单片机RC4/SDA连接，ISL12026管脚6与单片机RC3/SCL连接，单片机与时钟芯片ISL12026通过I2C总线进行数据连接，由单片机写入和读出设定的时间进行逻辑判断。时钟芯片ISL12026管脚7接锂电池来保证在系统掉电时ISL12026里面设定的时间不会丢失和复位。
[0038]图9至12为充电和负载驱动电路，驱动芯片MCP1416(1)管脚3通过电阻与单片机的RA5/AN4连接，当PVP为低电平时，MCP1416 (I)管脚3被拉低，那么IGBT(I)的栅极被拉低不能驱动。当PVP为高电平时，MCP1416(1)管脚3被置高，那么IGBT(I)的栅极置高IGBT(I)开通。
[0039]驱动芯片MCP1416⑵管脚3通过电阻与单片机的RE0/AN5连接，当PVB为低电平时，MCP1416(2)管脚3被拉低，那么IGBT(I)的栅极被拉低不能驱动。当PVB为高电平时，MCP1416(1)管脚3被置高，那么IGBT (2)的栅极置高IGBT (2)开通。
[0040]当IGBT(I)，IGBT (2)开通时太阳能给蓄电池充电。
[0041]驱动芯片MCP1416(3)管脚3通过电阻与单片机的RE1/AN6连接，当LGT为低电平时，MCP1416(3)管脚3被拉低，那么IGBT(3)的栅极被拉低不能驱动。当LGT为高电平时，MCP1416(3)管脚3被置高，那么IGBT (3)的栅极置高IGBT (3)开通。
[0042]当IGBT (3)开通，负载被点亮。
[0043]图13为可调功率DC/DC电路，LM3421为一款BUCK，BOOST, BUCK/BOOST恒流源芯片，R29(RSNS)为采样芯片，这个电阻值决定恒流源电流大小。LM3421的8脚和N沟道MOS管的漏极相连，N沟道MOS管的栅极与单片机的RC2/CCP1相连接，当使用按键设置好功率百分比后，单片机根据设置的百分比发出不同占空比的PWM来调节LM3421的输出来调节功率。
[0044]本装置工作时先设置好太阳能光伏控制装置的工作方式，然后再设置工作时间和功率，根据电压采集电路来判断蓄电池和太阳能的状态，进行通过逻辑判断来达到对开启时间和具体工作功率的可调。通过本发明的装置，可以根据不同的月份来设置不同的时间开启、关闭负载，还可以进行功率选择，比如夏天可以设置凌晨3点而冬天可以设置为12点开启。还可以设置某一具体时间来开启和关闭负载，例如一直设置为凌晨2点开启/关闭负载。还可以具有节日灯功能，即在每年具体的节日时间开启。
[0045]进一步的，本发明中的方案也可以包括远程设置模块，所述远程设置模块可以通过GSM、CDMA、WCDMA或其他3G网络接入控制中心，利用短信命令来设置远程设置模块，从而用于:设置负载的工作模式、或设置月份、或设置小时，或设置功率，且所述远程设置模块能即时改变负载的工作模式、功率。更优的，还可以包括气象条件模块，所述气象条件模块通过远程设置模块连接到远程的气象服务器，从而与远程的气象服务器同步参数，利用获得的气象参数来用于:设置负载的工作模式、或设置月份、或设置小时，或设置功率。
[0046]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
【权利要求】
1.一种可调具体时间与功率的太阳能光伏控制装置，其特征在于， 包括单片机、按键电路、显示电路、AD采集电路、时钟电路、驱动电路、和DC/DC电路；其中，按键电路、显示电路、AD采集电路、时钟电路、驱动电路、和DC/DC电路均与单片机相连， AD采集电路用于将蓄电池电压和太阳能板电压经AD转换后送入单片机； 时钟电路用于记录设定的时间，通过单片机执行写入和读出操作； 驱动电路用于开启或关闭充电电路和负载电路； DC/DC电路用于根据单片机输出的PWM信号来控制负载的功率； 按键电路为四个按键，其中，第一个按键用于设置负载的工作模式；第二个按键用于设置月份，第三个按键用于设置小时，第四个按键用于设置功率。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，按键的设置方式为长按按键，当数码管显示数字闪烁时，再次按下则改变数码管的数字。
3.如权利要求1-2中任一项所述的装置，其特征在于，显示电路为数码管。
4.如权利要求1-2中任一项所述的装置，其特征在于，如果太阳能板电压大于蓄电池电压，则对蓄电池进行充电。
5.如权利要求1-2中任一项所述的装置，其特征在于，优选的，单片机为PIC16F884单片机，通过单片机内置的AD模块执行所述AD转换。
6.如权利要求1-2中任一项所述的装置，其特征在于，将实时时间和时钟电路记录的所述设定的时间进行逻辑判断，以进行负载的开启或关闭。
7.如权利要求1-2中任一项所述的装置，其特征在于，时钟电路的时钟芯片为ISL12026，其管脚7连接接锂电池，以保证在系统掉电时ISL12026里面设定的时间不会丢失和复位。
8.如权利要求1-2中任一项所述的装置，其特征在于，DC/DC电路采用的芯片为LM3421，驱动电路采用IGBT作为驱动元件。
9.如权利要求1-2中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括远程设置模块，所述远程设置模块通过GSM、CDMA, WCDMA或其他3G网络接入控制中心，利用短信命令来设置远程设置模块，从而用于:设置负载的工作模式、或设置月份、或设置小时，或设置功率，且所述远程设置模块能即时改变负载的工作模式、功率。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括气象条件模块，所述气象条件模块通过所述远程设置模块连接到远程的气象服务器，从而与远程的气象服务器同步参数，利用获得的气象参数来用于:设置负载的工作模式、或设置月份、或设置小时，或设置功率。
【文档编号】H05B37/02GK103476173SQ201310392894
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月1日 优先权日:2013年9月1日
【发明者】聂琪, 马新尚, 李琨, 邓伟, 王普 申请人:西安重装渭南光电科技有限公司