一、太陽(yáng)能風(fēng)能互補(bǔ)路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
1、隨著工業(yè)的發(fā)展，對(duì)一次能源的消耗越來(lái)越多，因?yàn)橐淮文茉吹挠邢扌?，所以我們急需尋找新型能源代替一次能源。而太?yáng)能和風(fēng)能相對(duì)于一次能源來(lái)說(shuō)是取之不盡、用之不竭的綠色能源。在這樣的情況下，設(shè)計(jì)出了一種基于 51 單片機(jī)的太陽(yáng)能風(fēng)能互補(bǔ)路燈控制器。2、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究對(duì)于緩解能源危機(jī)減少環(huán)境污染和溫室效應(yīng)具有重要的意義。在實(shí)際的生產(chǎn)和應(yīng)用中，它是以太陽(yáng)能作為電能供給，把白天儲(chǔ)蓄的電能用來(lái)提供夜間道路照明。因?yàn)椴恍枰碾娋W(wǎng)電能、不需要架設(shè)輸電線路或挖 溝鋪設(shè)電纜，不污染環(huán)境、安全可靠，因而在公共照明及亮化裝飾領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
二、總體方案設(shè)計(jì)：
1、本設(shè)計(jì)由單片機(jī)電路、電源電路、風(fēng)機(jī)發(fā)電電路、太陽(yáng)能電池板電路、鋰電池充電保護(hù)電路、升壓電路、穩(wěn)壓電路、光敏電阻電路、等設(shè)計(jì)而成。
2、采用風(fēng)機(jī)和太陽(yáng)能電池板給鋰電池充電，具有充電保護(hù)電路和穩(wěn)壓電路。
3、鋰電池升壓到 5V 給單片機(jī)和附屬電路供電。
4、路燈用4個(gè)高亮LED 燈模擬。
5、路燈控制分為自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，自動(dòng)模式下通過(guò)光敏電阻根據(jù)光照強(qiáng)度自動(dòng)控制燈的開(kāi)和關(guān)，手動(dòng)模式下可以自由的開(kāi)燈或者關(guān)燈。
三、硬件電路設(shè)計(jì):
1、主控制器電路設(shè)計(jì)：主控制器選用的單片機(jī)型號(hào)為 STC89C52。STC89S52 是一種低功耗、 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。該單片機(jī)功耗低、接口豐富，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，適合作為路燈的主控制器。
2、二擋撥動(dòng)開(kāi)關(guān)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)：撥動(dòng)開(kāi)關(guān)是通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)柄使電路接通或斷開(kāi)，從而達(dá)到切換電路的目的的。它一般用于低壓電路，具有滑塊動(dòng)作靈活、性能穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。通過(guò)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的切換，電阻為上拉電阻。當(dāng)二檔撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥下去時(shí)，單片機(jī)控制引腳為低電平。當(dāng)二檔撥動(dòng)開(kāi)關(guān)撥上去時(shí)，單片機(jī)控制引腳為高電平。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的切換。
3、GMDZ 光敏電阻傳感器模塊電路設(shè)計(jì)：光敏電阻是用硫化隔或硒化隔等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。光照愈強(qiáng)，阻值就愈低，隨著光照強(qiáng)度的升高，電阻值迅速降低，亮電阻值可小至 1KΩ 以下。光敏電阻對(duì)光線十分敏感，其在無(wú)光照時(shí)，呈高阻狀態(tài)，暗電阻一般可達(dá) 1.5MΩ。

四、太陽(yáng)能發(fā)電路設(shè)計(jì)：
1、太陽(yáng)能電池板是通過(guò)吸收太陽(yáng)光，將太陽(yáng)輻射能通過(guò)光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接或間接轉(zhuǎn)換成電能的裝置，大部分太陽(yáng)能電池板的主要材料為「硅」，但因制作成本較大，以至于它普遍地使用還有一定的局限。
2、本設(shè)計(jì)中選擇 9V 多晶硅太陽(yáng)能電池板作為發(fā)電元件，太陽(yáng)能發(fā)電后經(jīng)過(guò) L7805CV 芯片穩(wěn)壓后，將發(fā)電后的電壓穩(wěn)在 5V，然后，在經(jīng)過(guò) TP4056 模塊給鋰電池進(jìn)行充放電，同時(shí)因?yàn)殇囯姵氐碾妷簽?3.7V-4.2V，而本設(shè)計(jì)的單片機(jī)等電路均為 5V 供電，所以用升壓模塊將 3.7V 的電壓升到 5V 來(lái)給設(shè)備供電。本系統(tǒng)選擇的太陽(yáng)能電池板為多晶硅 9V220ma，玻璃層壓太陽(yáng)能電池板 9V2W。

五、風(fēng)能發(fā)電路設(shè)計(jì)：
1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理是風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能，發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
2、本設(shè)計(jì)選擇 5V 微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)模塊作為發(fā)電元件，風(fēng)機(jī)發(fā)電后經(jīng)過(guò) L7805CV 芯片穩(wěn)壓后，將發(fā)電后的電壓穩(wěn)在 5V，然后，在經(jīng)過(guò) TP4056 模塊給鋰電池進(jìn)行充放電，同時(shí)因?yàn)殇囯姵氐碾妷簽?3.7V-4.2V，所以使用升壓模塊將 3.7V 的電壓升到 5V 來(lái)達(dá)到設(shè)備供電要求。
3、TP4056 鋰電池充電模塊電路設(shè)計(jì)：TP4056 是一款完整的單節(jié)鋰離子電池采用恒定電流/恒定電壓線性充電器，TP4056 可以適合 USB 電源和適配器電源工作。充電電壓固定于 4.2V，而充電電流可通過(guò)一個(gè)電阻器進(jìn)行外部設(shè)置。當(dāng)充電電流在達(dá)到終浮充電壓之后降至設(shè)定值 1/10 時(shí)，TP4056 將自動(dòng)終止充電循環(huán)。當(dāng)輸入電壓（交流適配器或 USB 電源）被拿掉時(shí)，TP4056 自動(dòng)進(jìn)入一個(gè)低電流狀態(tài)，將電池漏電流降至 2uA 以下。
4、USB-5V 升壓模塊電路設(shè)計(jì)：USB-5V 升壓模塊為 DC-DC 升壓模塊（0.9V～5V）升 5V 600MA 模塊，本設(shè)計(jì)選擇 DC-DC 升壓模塊實(shí)現(xiàn) 3.7V 鋰電池的升壓到 5V 的電壓轉(zhuǎn)換。
六、軟件設(shè)計(jì)：
1、本設(shè)計(jì)在 Keil 環(huán)境中采用 C 語(yǔ)言設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了太陽(yáng)能風(fēng)能風(fēng)光互補(bǔ)的路燈控制程序。C 語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言相比，在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性和可維護(hù)性等方面均具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用[4]。
2、本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要采用 Keil uVision4 軟件編寫(xiě)與調(diào)試程序，程序語(yǔ)言采取易讀性和移植性更高的C語(yǔ)言編寫(xiě)。


七、太陽(yáng)能路燈設(shè)計(jì)原理：
1、太陽(yáng)能路燈是采用晶體硅太陽(yáng)能電池供電，免維護(hù)閥控式密封蓄電池（膠體電池）儲(chǔ)存電能，LED燈具作為光源，并由智能化充放電控制器控制，是代替?zhèn)鹘y(tǒng)公用電力照明的節(jié)能的路燈。
2、太陽(yáng)能路燈無(wú)需鋪設(shè)線纜、無(wú)需交流供電、不產(chǎn)生電費(fèi)；太陽(yáng)能路燈省心省事，能節(jié)省了大量的人力和能源。太陽(yáng)能路燈采用直流供電、光敏控制；具有穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、發(fā)光，安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、安全性能高、節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于城市主、次干道、小區(qū)、工廠、旅游景點(diǎn)、停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所。
3、本產(chǎn)品無(wú)需鋪設(shè)地下線纜，無(wú)需支付照明電費(fèi)，太陽(yáng)能庭院燈所采用的關(guān)鍵部件太陽(yáng)能電池板、太陽(yáng)能直流路燈智能控制器、免維護(hù)蓄電池、照明燈具均經(jīng)過(guò)國(guó)家發(fā)改委/GEF/世界銀行光伏產(chǎn)品認(rèn)證。主要適用于城市道路、小區(qū)廣場(chǎng)、工業(yè)園區(qū)、旅游景區(qū)、公園綠化帶等場(chǎng)所的亮化照明。</a>

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