設計方案
經(jīng)過將
LED路燈與其他傳統(tǒng)路燈各項數(shù)據(jù)對比，便可找到
太陽能路燈系統(tǒng)的設計特性，從而得到實際應用中需實現(xiàn)的功能，如：燈的亮度隨光線的強弱而變化，在燈光極強和極弱情況下自動關(guān)閉和開啟；在陰雨天保證路燈正常照明；蓄電池容量和充放電狀態(tài)等能夠控制；自動追蹤太陽角度及光線；對電池板功率進行計算并選用。
系統(tǒng)設計
2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
在陽光下，太陽能路燈系統(tǒng)的電池組會自動收集太陽光的能量，將這些光能轉(zhuǎn)化為電能并進行存儲，對蓄電池進行蓄電功能，而在無光照情況下，太陽能路燈系統(tǒng)會自動通過路燈控制處理器對蓄電池進行放電控制，進行路燈照明。各部分電路根據(jù)其功能不同有著不同的設計實現(xiàn)方法。具體系統(tǒng)圖（如圖1）
圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖
2.2 系統(tǒng)基本組成和功能
太陽能路燈控制系統(tǒng)的基本組成包括燈桿、蓄電池、LED燈頭、控制器、太陽電池組件和支架等。其中太陽能電池板和組件要求有一定的工作效率，能夠承擔整個系統(tǒng)的核心部分的功能，同時也是成本和價值最高的組件。太陽能電池板將太陽的輻射能轉(zhuǎn)化為有用的電能，并將電能傳遞給蓄電池讓其進行存儲。系統(tǒng)的抗風設計是非常重要，該組件的LED燈是通過蓄電池進行供電的。太陽能控制器主要是用來對蓄電池進行保護，防止過度充放電。蓄電池則主要用于存儲多余電能以備需要時使用。
詳細設計
3.1 硬件系統(tǒng)設計
太陽能智能路燈控制系統(tǒng)采用單片機作為系統(tǒng)核心，單片機是一種低能耗處理器，在系統(tǒng)中編程flash存儲。并使用高密度存儲器能夠大幅提升系統(tǒng)的工作效率。系統(tǒng)通過太陽能進行供電，24V的蓄電池電壓在穩(wěn)壓后產(chǎn)生5 V的固定電壓控制主電源，高頻電容旁路將高頻信號接地。系統(tǒng)若出現(xiàn)過充、過放狀態(tài)則立即斷開電路，以保護蓄電池。太陽能自動跟蹤模塊通過光敏電阻控制，根據(jù)在光線強弱實現(xiàn)自動跟蹤，使數(shù)據(jù)采集部分能及時反應光線大小變化。
太陽能接收器上面設置阻擋物圓筒，圓筒內(nèi)外多個方向分別放置光敏電阻，從而組成一個與電池板在同一平面的傳感器，用來調(diào)整太陽能板的角度。
3.2 軟件系統(tǒng)設計
軟件系統(tǒng)通過程序?qū)⒃O定的時間與系統(tǒng)當前時間進行比較，設定比較的間隔時間為一秋，當時間相同時，通過程序輸出控制信號，來對驅(qū)動電路進行驅(qū)動。
系統(tǒng)測試
系統(tǒng)完成設計后，著重對系統(tǒng)充放電控制和自動跟蹤兩個功能進行了測試，如下兩點。
4.1 過充過放模塊測試
在某實驗處對2節(jié)蓄電池進行外接負載的過充過放模塊檢測，對蓄電池電壓與太陽電池板電壓的線性關(guān)系進行考量、對蓄電池白天電壓進行跟蹤和記錄、對蓄電池黑夜電壓的維持狀態(tài)進行記錄，結(jié)果顯示系統(tǒng)中的蓄電池過充過放控制良好，控制正常。
4.2 自動跟蹤模塊測試
固定位置以半小時為單位讓系統(tǒng)對太陽的方位和高度進行追蹤。在測試前設定初始時間和位置、電機以1度的最小轉(zhuǎn)動遞增量變化轉(zhuǎn)動方向、每次電機轉(zhuǎn)動均進行記錄、將系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)角與太陽實際角度進行對比。結(jié)果表明，本系統(tǒng)能夠較為精準的對太陽光高度和方向進行跟蹤，并進行自動調(diào)節(jié)，誤差在允許范圍之內(nèi)。
總結(jié)
經(jīng)過對太陽能路燈只能控制系統(tǒng)的設計和測試發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)在精確度和實用性方面能夠滿足要求，出現(xiàn)的誤差在允許范圍之內(nèi)；在時控和光控方法的結(jié)合下，對兩方法的弊端都能夠產(chǎn)生較好的規(guī)避效果，從而實現(xiàn)了智能控制；在蓄電池充放電策略方面，簡單的計算和運用能夠?qū)崿F(xiàn)電池壽命的最大化
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