基于太阳能技术的led广告牌系统设计

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1、基于太阳能技术的LED广告牌系统设计【摘要】针对传统LED广告牌的非智能环保的缺陷，本文提出了一种基于单片�C的太阳能发电系统可使LED广告牌智能环保化。本系统主要采用STC89C52作为控制核心，用太阳能电池板来发电，通过Boost、Buck电路转换得到理想电源为LED供电，同时设计了一个蓄电池充电电路，作为备用电源。最后通过制作具体实物来验证方案可行性，本系统的实物运行效果达到设计要求，能够实现智能化的利用无污染绿色能源以达到节能减排的作用。中国8/vie　　【关键词】LED广告牌；太阳能发电；STC89C52；Boost、Buck电路　　0引言　　据数据显示，地球

2、接收的太阳能是地球所需能量总和的3到4倍。太阳能作为一种新型能源，无论是从能源“取之不尽、用之不竭”的角度考虑，还是从清洁无污染的角度来思量，都是人们所渴望得到的能量之源[1]。而在当今社会生活中，太阳能早已广泛应用于光伏发电、太阳能水泵、太阳热水器等生活用品中，除此之外，还在通讯、运输、农业、消费、电子产品等诸多方面也都很有利用价值。　　目前太阳能广告牌还不是很普及，所以设计一个利用太阳能来产生电能的广告牌很有必要，这个太阳能广告牌可以用在高速路边的大广告牌，也可以用在商店的门前的广告牌，需要用到广告牌的都可以做成太阳能广告牌[2]，这样可以真正的为节能减排做些实事。

3、当然，广告牌也不局限于上面那些，像提醒居民小心路滑、路段名称、安全驾驶等等，如果是安置在校园当中，提醒同学保护环境、爱惜花草、注意卫生等等，这就使得更加人性化。　　鉴于现在大多数广告牌的照明，都是用的市电，这不仅对于用户是可以免除的一笔费用，对于国家来说也是对资源的一种浪费，制作太阳能广告牌的意义在于对于这种浪费的一种规避，更加顺应国家的节能减排政策[3]，太阳能广告牌在白天可以吸收太阳中的能量把能量储存在蓄电池当中，供应广告牌晚上时照明使用，这样就可以不使用市电，做到节约资源，环保又节能。　　但是，就目前国内对太阳能的应用现状而言，光伏发电主要应用于较大范围的国有企业

4、或者国有发电系统，由于其昂贵的销售价格、较大的占地面积和对天气等的特殊要求，很少应用于日常生活中[4]，而本文的目的就是将光伏发电系统应用于无人看管且具有一定高度的商店招牌、公路宣传牌、道路警示牌、企业广告牌、公交站牌、景点道路指示牌等广告场所，这样既可以为广告牌上的LED、商店内部电器、公交站台用电装置以及周围路灯等用电系统提供充足的电能[5]，又可以充分利用有限的资源空间。　　1LED广告牌系统硬件电路设计　　LED广告牌系统硬件电路主要分为单片机主控制器、太阳能电池板、Boost和Buck电路等模块。　　系统工作原理：在控制部分通过单片机选择手动或自动模式、实现光

5、强度显示、报警提醒。自动模式下系统具有过压保护、过流保护、电量充满自动保护和随光强变化自动开断广告牌灯；手动模式下用户可根据自己的需求选择充电时间、供电电源和开断广告牌灯方式。通过BH1750光强度传感器检测光照强度并显示在液晶屏，一方面，作为人们手动模式选择广告牌灯亮的参考，另一方面，在自动模式下通过设置上下限实现智能化控制广告牌灯，报警信号可提醒人们广告牌的供电方式。　　1.1单片机主控制器　　由于单片机具有控制精度高、易编程和控制、经济实惠、便于维护等特点，在生活中应用较为广泛，本设计应用在无人照看的广告牌供电系统，合理的安排供电时间，单片机STC89C52足够可

6、以满足控制广告牌的供电系统。在成本、外观等方面都可达到最优选择，实现对广告牌的智能节能化效果。　　1.2太阳能电池板工作原理　　太阳能电池工作原理是基于半导体p-n结的光生伏特效应。即太阳光或其它光照射半导体p-n结时，就会在p-n结的两边出现电压，叫做光生电压。太阳能实际上就是一个大面积的半导体二极管群，太阳能与电能之间的转换关系可以用电阻与二极管等效并联电路来解释。　　本设计采用了电池转换效率最高且技术最为成熟的单晶硅太阳能电池板。经过精密的测量计算及实地的调查研究，我们认为把LED广告牌的传统供电系统改为太阳能电池板供电是确实可行的。　　1.3Boost和Buck

7、电路设计　　本设计采用Boost电路作为5V到12V的升压电路，安装于太阳能电池板的输出端。当继电器SW1闭合时[6]，经太阳能电池板转换得到的5V直流电，作为Boost电路的输入电压，经其中电感的续流作用和电容的储能功能，将5V直流电转换为12V直流电，给AD采用、模拟LED灯等供电。　　本设计采用Buck电路作为12V到5V的降压电路，安装于单片机主控制器和继电器SW2之间，主要用于变换直流电压。　　2结语　　本文设计了基于STC89C52单片机的太阳能LED广告牌控制系统，该系统能够做到对广告牌的夜晚照明实现不用市电供应，利用太阳能