УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕМ СОЛНЕЧНЫХ СВЕТОДИОДНЫХ УЛИЧНЫХ ФОНАРЕЙ НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ

ENERGY SAVING OF SOLAR LED STREET LIGHTS BASED ON MICROCONTROLLERS

По сравнению с традиционными светильниками, белые светодиоды являются энергосберегающими и экологически чистыми, обладая относительно длительным сроком службы. В общем, это практичный и эффективный электрооптический источник света, который китайским правительством внесен в список основных мер по сокращению выбросов. Учитывая уникальную среду применения, различия в приводном токе и рабочем напряжении, рабочий эффект будет в некоторой степени отличаться. Кроме того, на световой поток будут влиять и ограничивать различные факторы в окружающей среды, что делает применение всех технологий светодиодных уличных фонарей менее комплексным. Основная проблема заключается в снижении напряжения или сопротивлении емкости, при которой параметры светодиода будут постоянно изменяться, что в конечном итоге затрудняет регулировку. Следовательно, необходимо разработать набор систематических интеллектуальных схем управления для создания надежной рабочей среды для светодиодного освещения.[1]

Применение микроконтроллера.

Микроконтроллер, также называемый однокристальным микроконтроллером, интегрирует компьютерную систему в микросхемы.

Как и в компьютерах, в микроконтроллере есть много модулей, например параллельная шина, ЦП и внутреннее хранилище, но ему не хватает оборудования ввода-вывода. Он отличается невысокой ценой, удобством использования, небольшим объемом и небольшим весом.

  • отличие от специализированных процессоров, микроконтроллер больше подходит для встроенной системы, которая имеет широкий спектр действий. Фактически, микроконтроллер стал самым многофункциональным компьютером в мире. Сегодня во всех механических изделиях и электронных устройствах используются микроконтроллеры, это такие устройства, как телефоны, бытовая техника, планшеты, мобильные телефоны и электронные игрушки и т.д. А в автомобилях установлено более 40 микроконтроллеров, поэтому применение микроконтроллеров привлекает большое внимание в различных областях.[2]

Анализ состава системы

  • Данной статье в основном рассматриваются и обсуждаются методы проектирования энергосберегающих солнечных светодиодных уличных фонарей на основе микроконтроллеров. Солнечный уличный фонарь состоит из солнечной панели, контроллера, опоры, основания светодиодной лампы и аккумуляторных батарей. Среди них система управления эффективно управляется микроконтроллерами. Общая проектная схема уличного фонаря на солнечных батареях должна учитывать потребности в освещении и климат, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1 - Структурная схема системы 

Солнечная панель

Считается, что солнечная панель является важным компонентом солнечных уличных фонарей, которая эффективно преобразует солнечную энергию в солнечное излучение в электрическую. Существуют три распространенных солнечных панели: солнечная батарея из аморфного кремния, солнечная батарея из монокристаллического кремния и солнечная батарея из поликристаллического кремния. Солнечные элементы из монокристаллического кремния имеют стабильные параметры производительности, в то время как солнечные элементы из поликристаллического кремния имеют простую технологию производства с высокими эксплуатационными характеристиками и более низкой ценой, которые используются в солнечных регионах с достаточным количеством солнечного света. А солнечные элементы из аморфного кремния имеют относительно низкие требования к солнечному свету, что обычно применяется в областях, где нет яркого солнечного света. [3]

Рабочее напряжение солнечной панели примерно в 1-1,5 раза выше, чем у аккумуляторной батареи, что обеспечивает нормальное использование последней. Солнечная панель имеет множество элементов, соединенных последовательно, реальный объем которых зависит от общей мощности, потребляемой частями линии передачи и источником освещения. 

Контроллер

Независимо от размера солнечных ламп, без контроллера заряда с хорошей производительностью не обойтись. Чтобы продлить срок службы аккумуляторной батареи, условия зарядки и разрядки будут ограничены, чтобы избежать глубокого заряда или перезарядки аккумуляторной батареи. Например, в регионах с большой разницей температур контроллер должен иметь функцию температурной компенсации, в то время как солнечный контроллер должен управлять лампой, контролем температуры, светом и контролем времени, кроме того, он может регулировать источник света, чтобы продемонстрировать его реальное переключение.

Выбор аккумуляторной батареи

Энергия на входе солнечной фотоэлектрической системы нестабильна, поэтому она часто оснащается системой аккумуляторных батарей для обеспечения ее рабочих характеристик. В большинстве случаев аккумуляторная батарея будет эффективно накапливать энергию, генерируемую солнечными панелями, при ярком освещении и выделять ее ночью.

Во-первых, выбор типа. Одной из распространенных аккумуляторных батарей является свинцово-кислотная батарея, которая применяется на большинстве дорог. Благодаря невысокой цене и относительно низкому энергопотреблению, а также полной герметичности, людям не приходится их обслуживать. Однако следует предпринять меры по предотвращению свинцово-кислотного загрязнения. Кроме того, необслуживаемые свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, никель-кадмиевые аккумуляторные батареи и средние свинцово-кислотные аккумуляторные батареи используются в небольших системах, а многомерные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи могут применяться в практической конструкции.

Во-вторых, выбор емкости. Если объем слишком мал, он не сможет удовлетворить реальные потребности в освещении ночью; если объем слишком большой, аккумуляторная батарея будет заряжена на случай потери, что серьезно скажется на сроке службы батареи и даже приведет к отходам. Таким образом, при выборе аккумуляторной батареи необходимо рассмотреть экономические и социальные проблемы с научной точки зрения.[4]

Аппаратная схема

Аппаратная схема солнечных светодиодных уличных фонарей в основном состоит из большой микроконтроллерной системы, схемы ввода и вывода сигнала переключения, схемы обнаружения инфракрасного излучения, оптоэлектронной развязки, схемы часов, а также периферийной схемы.

Искусственное управление системой 4G

На текущем этапе, с постоянно повышающимся уровнем жизни и ускорением социального прогресса, производительность системы 4G и интеллектуального дома улучшилась. А традиционная статическая система может быть обновлена и усовершенствована, чтобы стать интеллектуальным инструментом контроля, который может гарантировать интенсивность и непрерывность светодиодных уличных фонарей.

Таким образом, установка и использование интеллектуальной системы освещения особенно важны в эту эпоху. С помощью оборудования дистанционного управления можно управлять системой освещения. Хотя энергосбережение и контроль светодиодных уличных фонарей должны учитывать этот вопрос, постепенно достигая цели защиты окружающей среды и энергосбережения светодиодных уличных фонарей.

Вывод

Подводя итог, можно сказать, что все больше и больше людей осознают важность использования солнечной энергии. В этой статье анализируются и обсуждаются методы энергосбережения светодиодных уличных фонарей. Эта технология может похвастаться множеством преимуществ, например, она может преобразовывать солнечную энергию в электрическую, что является важным средством использования энергии в будущем.

Список литературы

  1. Svetodiodnye lampy, fonari, svetil'niki - produkcija i podsvetka po tehnologii 21 veka: [Jelektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.ledlight.com.ua/articles/revolution.html
  2. Svetodiodnyj mikrokontroller – produkcija MicroChip: [Jelektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: https://www.microchip.com/wwwproducts/en/at89s52
  3. Chilikin M.G., Kljuchev V.I., Sandler A.S. Teorija avtomatizirovannogo jelektroprivoda. – M.: Jenergija, 1979. – 616s.
  4. Eshhe raz o dostoinstvah svetodiodov: [Jelektronnyj resurs]. Rezhim dostupa: http://www.onlyleds.ru/content/view/89/49/