風光互補LED智能節能照明係統設計
信息技術
作者：李莎莎 拉生成 賈紅瑞
【摘要】本文闡述了一套基於單片機STC15F2K60S2的熱紅外傳感器、光敏電阻器以及智能化控製LED照明的風光互補發電係統，該係統可提高用電效率、節約電能並且環保，有很高的使用價值，並且還具有“有人光線強則燈不亮，有人光線弱則燈亮，無人光線強則燈不亮，無人光線弱則燈不亮”的功能。
【關鍵詞】風光互補發電係統；LED；單片機；智能節能照明控製器
風光互補是新能源綜合開發利用，LED燈是新的節能技術，風光互補LED 燈是兩者結合的經典之作。風能和太陽能都是最普遍的儲量大且清潔的可再生能源，在時間上和季節上互補性很強：這種互補性使風光互補發電係統在資源上具有最佳的匹配性，使其優於單一的風電或光電。LED被認為是綠色的第四代光源，是一種固體冷光源，具有高效、壽命長、安全環保、體積小、響應速度快等諸多優點，目前已有廣泛的應用。
本作品控製器要根據太陽能電池、風力發電機、單片機、傳感器、蓄電池、風光互補控製器、光源等部件特性和環境光線的變化進行智能充放電控製；還可根據季節、環境、光線變化等因素決定定時點亮等不同智能工作模式。
1.設計方案
1.1 風光互補發電係統的構成
風光互補發電係統[1]是一種將風能和太陽能轉化為電能的裝置，是由風力發電機與太陽能電池組成的聯合供電係統。風光互補供電係統主要由風力發電機組、太陽能光伏板、控製器、蓄電池、逆變器、交流（直流）負載等部分組成。利用太陽能組件、風力發電組件發出電能，通過蓄電池組儲存，通過逆變器將蓄電池中儲存的直流電轉變為交流電，經由輸電線路為用戶供電。
2.智能照明控製方案設計
2.1總體設計
當紅外傳感器所形成的電信號和光敏電阻器接受到的信號同時滿足時，單片機才工作。
在本設計中，完整的光線感應裝置包含有檢測光強度的光敏電阻器，對整個係統進行控製的單片機STC15F2K60S2，以及對輸出的小功率信進行號進行放大的高頻放大電路和避免外界強電幹擾的電路電壓隔離部分。首先光敏電阻器將對日光的強度做出感應，當外界環境的光強度變大時光敏電阻器的阻值變小，當外界光強度減弱時，光敏電阻器[2]的阻值變大。光敏電阻器將這種隨著外界光強度改變做出相應變化的檢測結果即信號反饋給單片機STC15F2K60S2，由單片機STC15F2K60S2做出相應的判斷，並將判斷的結果輸出.因為由單片機輸出的信號功率是很小的，無法利用這種電流去驅動照明設備的開關或者控製設備.模塊在環境光線亮度達不到設定閾值時D0端輸出高電平，當外界環境光線亮度超過設定值時D0端輸出低電平，D0輸出端可以與單片機直接相連通過單片機來檢測高低電平，由此來檢測環境的光線亮度改變；D0輸出端可以直接驅動本店繼電器模塊，由此可以組成一個光控開關。所以要在單片機STC15F2K60S2後接一個高頻放大電路，使其對該小功率信號進行有效的放大。經過放大電路放大的電流信號就可以作用於控製照明設備的開關或者控製設備了。因為該光感應器的內部是實現弱電對外界環境中強電的控製，所以為了保護單片機使其能夠正常的工作，在光感應器的內部還需要配備有電路電壓的隔離部分，這樣就可以有效的隔離外界強典對設備內部弱電的幹擾，達到保護單片機的目的。整個設備可以隨著室內光強度的改變調整照明設備的亮度，使得室內的光強度最適合，免去了人們手動調節照明設備的麻煩，也更好地自動節約了電能。