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教你們?nèi)绾沃谱鞴?jié)能環(huán)保的太陽能樓宇梯燈

電子工程師 ? 來源:電子制作天地鐘柱培 ? 作者:鐘柱培 ? 2021-04-06 17:45 ? 次閱讀

一、電路工作原理

太陽能節(jié)能環(huán)保樓宇梯燈的作品實(shí)物圖如右圖所示,設(shè)計(jì)電路如上圖所示。它主要由太陽能電池板、蓄電池、穩(wěn)壓電路、光控電路和聲光控制電路組成,原理框圖如下圖所示。當(dāng)有太陽光照射時(shí),太陽能電池板產(chǎn)生8~12V的直流電源經(jīng)D1加入到6V蓄電池BT1兩端,對BT1進(jìn)行充電,BT1把電能儲存起來,以便晚上或光線不夠時(shí)使用。

1、當(dāng)外部光線足夠強(qiáng)時(shí),光電二極管D2因受強(qiáng)光照射,其兩端的電阻很小,導(dǎo)致Q1的基極電壓低于1.8V,則Q1截止,Q2也相繼截止,BT1的直流電源無法通過Q2的ec結(jié)加到后續(xù)各部分電路,LED不發(fā)亮。

2、在晚上或白天光線不夠時(shí),光電二極管D2因不受光照射,其兩端的電阻很大,經(jīng)R1、R2和光敏二極管兩端電阻分壓后,導(dǎo)致Q3的基極電壓大于1.8V,則Q1飽和導(dǎo)通,Q2也相繼飽和導(dǎo)通,BT1的直流電源通過Q2的ec結(jié)分兩路進(jìn)行供電,一路加到由Q3、D5、D6、D7、R3、C1組成的穩(wěn)壓電路,穩(wěn)壓為3.3V,再通過Q3的ce結(jié)加到多只LED(D8、D9)的兩端,LED發(fā)亮,可為長廊、通道等提供照明;

另一路加到由Q4、U1、MIC1、R9組成的聲光控制電路,光敏電阻R9與聲控輸出為與非的關(guān)系,這時(shí),R9的阻值較大,使與非門U1的第1腳為高電平,而第3腳電平取決于聲控,當(dāng)行人走過發(fā)出聲音,MIC1拾取聲信號,Q4瞬間由飽和導(dǎo)通變成截止,U1的第2腳為高電平,經(jīng)與非門作用,

第3腳輸出為低電平,第4腳為高電平,D10導(dǎo)通,電源對C5進(jìn)行充電,第8、9腳為高電平,經(jīng)與非門的作用第10腳輸出為低電平,第11腳輸出為高電平,使Q5、Q6飽和導(dǎo)通,BT1電源再經(jīng)過Q6的ec結(jié)加到由Q7、D11組成的穩(wěn)壓電路,把6V電壓穩(wěn)壓為3.3V,為LED(D12、D13)供電,D12、D13發(fā)光,為行人提供照明。

由于聲控使D10瞬間導(dǎo)通,隨后變?yōu)榻刂?,所以在截止期間C5向R10放電,放電開始,第11腳仍輸出為高電平維持D12、D13發(fā)光。當(dāng)電容C5兩端電壓低于37V第11腳輸出變?yōu)榈碗娖剑珼12、D13熄滅,D12D13點(diǎn)亮的時(shí)間由R10、C5的時(shí)間常數(shù)決定。

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二、制作過程

1.主要元件的選擇

太陽能電池采用12v、100mA的太陽能電池板:D1為一只隔離二極管,本電路選擇IN4001;BT1為畜電池;Q1、Q2、D2、D3、D4、R1、R2組成光控電路,光控電路由取樣電路、基準(zhǔn)電路、比較放大電路和調(diào)整電路組成,其中Q1為比較放大,Q2為調(diào)整,D2、R1、R2為取樣,D2是一只光敏二極管,D3、D4提供基準(zhǔn)電壓,考慮負(fù)載工作電流情況,Q1采用9014,而Q2采用TIP42,D3、D4采用IN4148;Q3、D5、D6、D7組成穩(wěn)壓電路,D2采用3.0V的穩(wěn)壓管,D3采用1N4148的普通二極管,Q3采用TIP41;R4為限流電阻,采用2W10Q;C2、C3為高、低頻的濾波電容,C2采用2200uF門0V的電解電容,C3采用O1uF的陶瓷電容。MIC1、Q4、U1、R9、Q5、Q6組成聲光控制電路,Q4、Q5采用9014,U1采用4011,Q6用8550。Q7、R12、D11組成穩(wěn)壓電路用3.9V穩(wěn)壓管,Q7用8050。

2.調(diào)試

按圖連接電路,先用直流穩(wěn)壓電源測試現(xiàn)行LED工作電壓,根據(jù)所測試的電壓確定穩(wěn)壓電路輸出電壓的大小,再調(diào)光控電路,具體方法如下:

(1)用直流穩(wěn)壓電源直接對LED進(jìn)行測試,調(diào)節(jié)其輸出的直流電壓3~5V,觀察LED發(fā)亮及負(fù)載電流的情況,確定穩(wěn)壓電路輸出的電壓為36V。

(2)用黑布遮住光敏二極管。用一字的螺絲刀調(diào)節(jié)R2電阻的阻值,使輸出約為3~3.6V的直流電壓,如果無法實(shí)現(xiàn),可調(diào)整取樣電路中的上偏置電阻R1或改變基準(zhǔn)電路中的二極管的個(gè)數(shù),再調(diào)節(jié)R2便可實(shí)現(xiàn)。

(3)根據(jù)第一步測試確定電壓值,調(diào)整穩(wěn)壓電路的D5穩(wěn)壓值,若無法找到合適的穩(wěn)壓管,可在D5的陽極串入普通二極管D6、D7,直到穩(wěn)壓電路輸出為36V。

(4)調(diào)節(jié)R10、C5的參數(shù),來確定D12、D13的LED點(diǎn)亮的時(shí)間。

三。使用說明

本作品采用太陽能電池板創(chuàng)作的太陽能路燈,由于太陽能電池板容易損壞,使用者必須小心使用。作品面板上有一個(gè)紅色的按鍵S1為維修開關(guān),有一個(gè)光控的窗口。當(dāng)有陽光照射,作品會(huì)將太陽能轉(zhuǎn)為電能并貯存,按下維修開關(guān),光控電路根據(jù)窗口光線情況,確定對梯燈電路供電,在梯燈電路中,采取聲控、光控對LED(D12、D13)實(shí)行自動(dòng)控制。

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編輯:jq

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