一種基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，包括單片機(jī)、位置傳感器、光敏傳感器，霍爾傳感器、雙電源接口以及清潔刷子，所述位置傳感器、所述霍爾傳感器、所述光敏傳感器分別與所述單片機(jī)通訊連接，所述單片機(jī)集成有時(shí)鐘芯片、顯示液晶、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、按鍵；所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路外接電機(jī)，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與清潔刷子連接。本實(shí)用新型的有益效果為：其核心控制單元單片機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)對光伏路燈的電池板的除塵清潔，一方面提高了光伏電池板轉(zhuǎn)化電能的效率，另一方面，裝置整體造價(jià)較低，降低了光伏路燈清潔系統(tǒng)的成本，投入市場以后得到廣泛好評，為生產(chǎn)者帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，現(xiàn)有的光伏電池板清潔系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及與所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的除塵刷；這些光伏電池板清潔系統(tǒng)它們各自有自己的優(yōu)點(diǎn)，但都不同程度上都有些缺點(diǎn)，尤其是在灰塵重，雨水少、大氣污染嚴(yán)重的當(dāng)前北方地區(qū)，其清潔不完全的問題就更加嚴(yán)重了。
[0003]經(jīng)過實(shí)地調(diào)查，當(dāng)前北方地區(qū)的光伏路燈沒有清潔系統(tǒng)的情況占90%，在內(nèi)地的、陽光照射量少的地區(qū)情況更突出，光伏電池板上附著灰塵，則減少其受光面積，有限時(shí)間且單位面積內(nèi)接受的陽光就不能充分轉(zhuǎn)化為電能，蓄電池長期不能充足電，使用壽命減少，造成了資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染，給我們綠色生活帶來不便，現(xiàn)有的光伏路燈清潔系統(tǒng)要么成本太高，要么耗能太 大，增加轉(zhuǎn)化的電能價(jià)值還不能彌補(bǔ)花費(fèi)或消耗的成本，更加無法廣泛推廣使用，目前還沒有能夠解決這些問題的產(chǎn)品或者方法出現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，成本低，耗能小，能夠有效地擦除路燈上的灰塵，且便于推廣使用，以克服目前現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，包括光伏電池板邊框、單片機(jī)和清潔刷子，所述單片機(jī)分別與位置傳感器、光敏傳感器和霍爾傳感器通訊連接，所述單片機(jī)集成有時(shí)鐘芯片、顯示液晶、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和按鍵；所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路外接一電機(jī)，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與清潔刷子連接；所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸安裝于一立柱的頂端，一光伏電池板安裝于光伏電池板邊框內(nèi)，所述光伏電池板邊框通過電池板受力橫杠固定于所述立柱的頂端。
[0007]上述的基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，所述單片機(jī)為89C51單片機(jī)。
[0008]上述的基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，所述立柱上焊接有所述電池板受力橫杠以及電池板支撐斜柱；所述電池板支撐斜柱的一端焊接于所述立柱，另一端焊接于電池板受力橫杠。
[0009]上述的基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，所述立柱上開設(shè)有孔，電機(jī)與傳感器的接線安裝于所述孔中。
[0010]上述的基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，所述位置傳感器安裝于所述電池板受力橫杠。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果為:其核心控制單元單片機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)對光伏路燈的電池板的除塵清潔，一方面提高了光伏電池板轉(zhuǎn)化電能的效率，另一方面，裝置整體造價(jià)較低，降低了光伏路燈清潔系統(tǒng)的成本，投入市場以后得到廣泛好評，為生產(chǎn)者帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]下面根據(jù)附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所述基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所述基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置連接示意框圖；
[0015]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所述基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置的硬件電路圖；
[0016]圖4是圖3中I處的局部放大圖；
[0017]圖5是圖3中2處的局部放大圖；
[0018]圖6是圖3中3處的局部放大圖；
[0019]圖7是圖3中4處的局部放大圖；
[0020]圖8是圖3中5處的局部放大圖；
[0021]圖9是圖3中6處的局部放大圖；
[0022]圖10是圖3中7處的局部放大圖；
[0023]圖11是圖3中8處的局部放大圖；
[0024]圖12是圖3中9處的局部放大圖；
[0025]圖13是圖3中10處的局部放大圖；
[0026]圖14是本實(shí)用新型實(shí)施例所述基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置的普通運(yùn)行模式流程圖；
[0027]圖15是本實(shí)用新型實(shí)施例所述基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置的電機(jī)在滿足條件時(shí)進(jìn)行清潔的流程圖；
[0028]圖16是本實(shí)用新型實(shí)施例所述基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置的參數(shù)調(diào)節(jié)模式流程圖；
[0029]圖中:1、光伏電池板邊框；2、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸；3、光伏電池板；4、清潔刷子；5、電池板受力橫杠；6、電池板支撐斜柱；7、電機(jī)和傳感器的接線；8、位置傳感器；9、時(shí)鐘芯片。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1-2所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所述的一種基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，包括單片機(jī)、位置傳感器8、光敏傳感器，霍爾傳感器、雙電源接口以及清潔刷子，所述位置傳感器、所述霍爾傳感器、所述光敏傳感器分別與所述單片機(jī)通訊連接，所述單片機(jī)集成有時(shí)鐘芯片9、顯示液晶、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、按鍵；所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路外接電機(jī)，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸2與清潔刷子4連接，進(jìn)一步地，所述單片機(jī)為89C51單片機(jī)，控制繼電器即可控制清潔刷子工作；顯示液晶顯示當(dāng)前時(shí)間、電機(jī)工作狀態(tài)、清潔刷子位置等信息；所述單片機(jī)內(nèi)設(shè)有三種模式:普通運(yùn)行模式和清潔測試模式和常規(guī)參數(shù)調(diào)節(jié)模式，通過按鍵能夠在普通運(yùn)行模式、清潔測試模式和常規(guī)參數(shù)調(diào)節(jié)模式之間進(jìn)行切換；光伏路燈清潔系統(tǒng)在普通運(yùn)行模式下，準(zhǔn)確的運(yùn)行時(shí)間，采集當(dāng)前刷子位置信號(hào)，溫度信號(hào)，光強(qiáng)信號(hào)；基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置在清潔測試模式下，接通繼電器，開啟電機(jī)，帶動(dòng)清潔刷子，霍爾傳感器記錄清潔刷子運(yùn)行的圈數(shù)；基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置在常規(guī)參數(shù)調(diào)節(jié)模式下，可以修改當(dāng)前時(shí)間，修改清潔刷子運(yùn)行圈數(shù)，修改普通模式下觸發(fā)電機(jī)運(yùn)行的時(shí)間和增減觸發(fā)條件。[0031]進(jìn)一步地，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸2安裝于立柱的頂端，光伏電池板3安裝于光伏電池板邊框I內(nèi)，所述光伏電池板邊框I通過電池板受力橫杠5固定于所述立柱的頂端，所述立柱焊接有電池板受力橫杠5以及電池板支撐斜柱6，所述電池板支撐斜柱6的一端焊接于所述立柱，另一端焊接于電池板受力橫杠5，所述立柱上開設(shè)有孔，電機(jī)與傳感器的接線7安裝于所述孔中，所述位置傳感器8安裝于所述電池板受力橫杠，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸2與清潔刷子4連接，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸2在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過中間件將圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為所述清潔刷子4的往復(fù)弧度搖擺，進(jìn)而對所述光伏電池板3進(jìn)行清潔，而且所述電池板受力橫杠5、電池板支撐斜柱6以及光伏電池板邊框I所組成的三角架結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，避免了在清潔過程中出現(xiàn)的晃動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。
[0032]如圖3所示，為本裝置總體所需硬件及其電氣連接方式，在此硬件基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)裝置整體以及其編程、調(diào)試、運(yùn)行。
[0033]如圖4所示，按鍵SI與電阻R2、R3和電容C3組成復(fù)位電路接在單片機(jī)RST引腳；12MHz晶振Jl與瓷片電容Cl、C2組成震蕩電路接在單片機(jī)的XTALl和XTAL2引腳上；EA接Rl 接 VCC。
[0034]如圖5所示，時(shí)鐘芯片9的型號(hào)為DS1302，且其X1、X2引腳外接33MHz晶振組成外部時(shí)鐘電路，再通過SCLK、I/O、RSTl與P3.6、P3.4、P3.5連接將時(shí)鐘信號(hào)送到89C51單片機(jī)；R8、R9、R10為SCLK, I/O、RSTl引腳的上拉電阻。
[0035]如圖6所示，單片機(jī)Pl.3 口接三極管9013的B級(jí)，高電平可以接通，9013的C級(jí)接到繼電器下端，9013的E級(jí)接到地，繼電器上端接大電流VCC1，繼電器常閉端接觸外部蓄電池電壓接口，常開觸點(diǎn)接電機(jī)控制線，接二極管D5續(xù)流。
[0036]如圖7所示，寬屏液晶IXD12864通過PO 口與單片機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，P2 口進(jìn)行管理，PO 口接有驅(qū)動(dòng)排阻，溫度傳感器DS18B20接P3.7 口，單總線傳送溫度數(shù)據(jù)給單片機(jī)，數(shù)據(jù)端DQ接R4作上拉電阻。
[0037]如圖8所示，89C51單片機(jī)所有端口外接兩排排針做測試點(diǎn)，40引腳VCC通過104電容接地，穩(wěn)定電源濾除波動(dòng)。
[0038]如圖9所示，Jll為光敏傳感器接口，Pl.1和Pl.2接AD轉(zhuǎn)換芯片PCF8591的SDA和SDL 口，進(jìn)行IIC通信；J13是霍爾傳感器接口，單片機(jī)P2.7 口接到比較器LM393的比較輸出端，讀取電平變化；J14是位置傳感器的接口，采用干簧管模塊電路，單片機(jī)Pl.5 口讀取信號(hào)。
[0039]如圖10所示，J5接口接入外部+-9V交流電，通過整流橋U1，前級(jí)接C4和C5濾波一次，接入+5V穩(wěn)壓芯片U2和U3，C6、C7、C8、C9接入穩(wěn)壓芯片輸出級(jí)進(jìn)行再次濾波。U2接出VCCl提供繼電器大電流，U3接出VCC提供系統(tǒng)電源。
[0040]如圖11所示，J8接口接入蓄電池12V直流電，通過整流橋D3保護(hù)，接ClO和Cll前級(jí)濾波一次，接入+12V穩(wěn)壓芯片U6，U6輸出端接C12再次濾波。后再接R6和R7組成分壓電路，標(biāo)簽連接U2和U3的輸入端。
[0041]如圖12所示，按鍵S2、S3、S4、S5接單片機(jī)P3.0、P3.1、P3.2、P3.3 口另一端接地。
[0042]如圖13所示，單片機(jī)Pl.4 口接R12順次接D6接地，組成系統(tǒng)工作指示電路；VCC接R13順次接D7接地，組成系統(tǒng)電源正常指示電路。
[0043]如圖14所示，系統(tǒng)開機(jī)后首先進(jìn)行變量數(shù)據(jù)初始化，后調(diào)用顯示DS1302中的時(shí)間數(shù)據(jù)，DS1302配有備用電池可以不斷走時(shí)，系統(tǒng)對它只初始化一次；調(diào)用顯示溫度和光強(qiáng)，位置等數(shù)據(jù)，組成常規(guī)界面；關(guān)閉繼電器，然后系統(tǒng)指示燈閃爍，表示正常工作；系統(tǒng)此后開始掃描位置傳感器信號(hào)、按鍵和時(shí)間數(shù)值:若刷子偏離初始位置，則開啟單片機(jī)外部中斷，接通繼電器，開啟電機(jī)，通過外部中斷高速捕獲位置信號(hào)，檢查到則關(guān)電機(jī)，關(guān)中斷；若時(shí)間數(shù)值到觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)，則接通繼電器，開啟電機(jī)，通過霍爾傳感器記錄次數(shù)數(shù)據(jù)，到達(dá)20次關(guān)閉電機(jī)；若按鍵觸發(fā)測試程序，則接通繼電器，開啟電機(jī)，通過霍爾傳感器記錄次數(shù)數(shù)據(jù)，到達(dá)10次關(guān)閉電機(jī)；若按鍵觸發(fā)參數(shù)修改程序，則進(jìn)入?yún)?shù)修改界面。
[0044]如圖15所示，系統(tǒng)開啟電機(jī)后，單片機(jī)通過讀取霍爾傳感器信號(hào)來判斷清潔刷子的轉(zhuǎn)動(dòng)信息，若信號(hào)為低則計(jì)數(shù)器加一，再判斷掃動(dòng)次數(shù)是否達(dá)到，達(dá)到立即停止電機(jī)，沒有達(dá)到則延時(shí)0.5s再繼續(xù)讀信號(hào)。
[0045]如圖16所示，當(dāng)按鍵觸發(fā)參數(shù)調(diào)節(jié)模式時(shí)，單片機(jī)進(jìn)入?yún)?shù)調(diào)節(jié)模式程序，掃描時(shí)間修改按鍵，若按下則進(jìn)入時(shí)間修改程序；掃描掃動(dòng)圈數(shù)修改按鍵，若按下則進(jìn)入掃動(dòng)圈數(shù)程序；掃描觸發(fā)時(shí)間修改按鍵，若按下則進(jìn)入觸發(fā)時(shí)間程序；反之返回再次掃描。
[0046]如圖1所示，實(shí)際產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸位于兩塊光伏電池板的中間，連接清潔刷子，刷子材質(zhì)選用竹纖維系列；電機(jī)位于光伏電池板下面，電機(jī)選用昌河汽車雨刷電機(jī)；在光伏電池板的邊緣布位置傳感器和霍爾傳感器用于檢測信號(hào)；整個(gè)主控板放在路燈柱子下的盒子里面，并埋在地下。
[0047]本實(shí)用新型基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置其核心控制單元單片機(jī)能夠根據(jù)實(shí)際的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)對光伏路燈的電池板的除塵清潔，一方面提高了光伏電池板轉(zhuǎn)化電能的效率，另一方面，裝置整體造價(jià)較低，降低了光伏路燈清潔系統(tǒng)的成本，投入市場以后得到廣泛好評，同時(shí)也擴(kuò)大了生產(chǎn)者的市場競爭力，為生產(chǎn)者帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0048]上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型創(chuàng)造所作的舉例，而并非對本實(shí)用新型創(chuàng)造【具體實(shí)施方式】的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所引伸出的任何顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型創(chuàng)造權(quán)利要求的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，包括光伏電池板邊框(I)、單片機(jī)和清潔刷子(4)，其特征在于:所述單片機(jī)分別與位置傳感器(8)、光敏傳感器和霍爾傳感器通訊連接，所述單片機(jī)集成有時(shí)鐘芯片(9)、顯示液晶、繼電器驅(qū)動(dòng)電路和按鍵；所述繼電器驅(qū)動(dòng)電路外接一電機(jī)，所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸(2)與清潔刷子(4)連接；所述電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸(2)安裝于一立柱的頂端，一光伏電池板(3)安裝于光伏電池板邊框(I)內(nèi)，所述光伏電池板邊框(I)通過電池板受力橫杠(5 )固定于所述立柱的頂端；所述位置傳感器(8 )安裝于所述電池板受力橫杠(5)中部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，其特征在于:所述單片機(jī)為89C51單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，其特征在于:所述電池板受力橫杠(5)焊接于所述立柱上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，其特征在于:所述立柱上還焊接有電池板支撐斜柱(6 )，所述電池板支撐斜柱(6 )的一端焊接于所述立柱，所述電池板支撐斜柱(6)的另一端焊接于電池板受力橫杠(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于單片機(jī)的光伏路燈清潔裝置，其特征在于:所述立柱上開設(shè)有孔，所述電機(jī)與傳感器的接線(7)安裝于所述孔中。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK203494810SQ201320453953
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】丁電寬, 潘三博, 李安民, 晏明國, 張東東 申請人:安陽師范學(xué)院, 安陽高新區(qū)生產(chǎn)力促進(jìn)中心