基于风光互补的LED路灯控制器设计

程丽宁

摘要：本文设计了一套用于光线不足时使用的小型风光互补LED路灯模型，以单片机STC89C52为控制器的LED路灯控制系统，各种模块电路实现充电放电保护功能。该控制系统具有成本低、使用方便、绿色环保的特点，有很好的市场应用前景。

关键词：风光互补;LED;单片机控制器

1.引言

风光互补LED路灯系统有许多优点，首先电网不用给它供电，也就是说不需要线路电缆的铺设，对城市乡村等地区电网用电压力。路灯的电源采用电池作为储存装置，而电池所发电均为直流，可以直接供应给路灯LED光源，降低转换电流环节。

2.方案的设计

本文采用集成电路芯片电路，多晶硅太阳能电池板，微型风力发电机模块作为发电元件，电池的充电保护模块，升压电路模块，稳压电路模块，光敏电阻传感器模块对光照进行检测，外加开关电路电源整体电路设计完成的风光互补LED路灯系统。

3.系统硬件设计

3.1风光互补LED路灯系统结构设计

本系统一共有两个开关，分别为了实现自动模式和手动模式。锂电池给单片机灯电路供电，在自动模式下根据当时外界情况，通过采样光敏电阻在黑暗情况下通过锂电池给高亮LED灯模拟黑夜路灯自动开启状态，风能太阳能给锂电池充电;白天断开电源给路灯模型供电，只进行风能太阳能给锂电池充电，充电部分通过保护电路稳压电路进行保护。

3.2系统模块电路的设计

控制系统主要有以下模块组成：照明电路设计; 采样模块电路设计; 二个挡位的拨动开关设计;光伏发电电路设计;TP4056锂电池充电模块电路设计;USB-5V升压模块电路设计。

3.3风能发电模块电路路设计

本次设计选用给可以给手机电池充电的5伏微型风力发电机，具有4个叶片需要风力比较大才能工作，电流小，实用性比较好，因为电压稳定5伏在通过整流二极管使得电压变成直流，只要风力足够就能够稳定发电满足设计的效果要求。直接连接TP4056充电模块，后进行对电池充电。电容为滤波作用，滤除电路中的低频参量，让电源输出更加稳定。风光互补发电设计电路如图2所示。

3.4  STC89C52单片机电路设计

由电源电路，时钟电路，复位电路三个部分组成了STC89C52集成芯片可以正常工作的最小电路系统。如图3所示。

4.系统软件设计

完整的控制系统由硬件系统和软件系统组成，上一节主要阐述了系统的硬件电路的设计方案，若要充分发挥系统的设计功能，则需要支持硬件平台的软件程序，即烧写到单片机内部的程序。本系统采用上诉软件编写，C语言编写。系统编程总体流程框图如图4所示。

5.结论

針对当前路灯控制的现状，设计了基于风光互补的LED路灯控制器，该系统包括照明电路、 采样模块电路、 二个挡位的拨动开关设计、光伏发电电路、TP4056锂电池充电模块电路、USB-5V升压模块电路;软件部分包括信息采集程序模块、风光控制模块、充放电控制模块、显示模块等子程序。最后通过软硬件调试，完成了样机实验，实验结果表明，该控制器具有动态响应快、运行稳定可靠的优点，具有良好的事成前景和推广价值。

参考文献

[1]李柏昊.新能源风力发电的发展思路探析[J].山东工业技术，2019（13）：199.

[2]刘志有.论风力发电技术的应用与发展战略[J].通讯世界，2017（24）：271.