太阳能电子交通指示牌设计PPT课件.pptx

太阳能电子交通指示牌设计 主讲人 吴东林班级 BG1204 电气工程专业 指导老师 雍青青 2020 3 26 1 调研参考 当前交通指示牌现状 传统的交通道路安全指示牌用荧光油漆涂刷而成的反光式 指示牌本身不发光 也不能达到动态显示 在夜间不能引起驾驶人员的注意 如图1 1 照明技术的落后 一般的发光体亮度不够 而高亮度的材料 由于非常耗电 不但不经济 而且可靠性很低 在这种可靠性要求很高的场合 不能采用 所以就一直没有生产出发光指示牌 近年LED技术 太阳能利用技术的飞速发展 为研制低成本 高发光亮度 高可靠性的道路安全指示牌提供了可能 如图1 2 图1 1传统荧光油漆涂刷而成的反光式指示牌 图1 2LED显示交通指示牌 2020 3 26 2 课题 太阳能电子交通指示牌设计 针对以上这些问题 就我所学习到的东西 我准备从单片机动态显示角度处理 采用单片机控制 设计了一套LED通用交通安全指示牌系统 该交通安全指示牌系统采用太阳能供电 可以显示中文提示警告字幕 也可以显示各种交通安全指示路标符号 并且可以发光动态显示 设计出一套基于光敏电阻自动控制系统的交通指示牌 有很重要的生产价值 2020 3 26 3 悉尼交通指示牌应用电子墨水技术可使用太阳能供电 悉尼是世界上第一个将电子墨水技术运用在交通指示牌上的城市 这些指示牌由斯洛文尼亚公司Visionect开发 现在已经被竖立在悉尼的街头 比起传统的涂料 电子墨水屏的好处显而易见 它拥有良好的阳光下可读性 而且还能根据需要更换不同的显示内容 悉尼的这种交通指示牌使用的是太阳能供电 这种供电方式对于电子墨水的低能耗来说已经是绰绰有余了 另外 指示牌是通过3G网络与中央服务器连接 从而便于管理人员获取信息随时更改内容 如果天色变暗 指示牌上还拥有类似KindlePaperwhite的背光功能 方便行人和司机看清 因为信息改变而更换交通指示牌这种事看似不起眼 但据统计 洛杉矶每年因为该事项要花费950万美元 如果能拥有这样一个内容可随时变换的电子墨水指示牌 可为城市节约大量成本 2020 3 26 4 一种太阳能电子交通指示牌 太阳能指示牌是这样的 它由指示牌 LED灯 太阳能板 人体感应器 支持柱和框架等组成 太阳能电池板可自由旋转90度 可根据太阳出来的角度由时钟控制并与太阳直射角的方位同步慢速旋转 晚上再旋转复位 使太阳能电池板在白天能最大限度的储存电能 太阳能电池板连接着控制白天与黑夜的开关和人体感应器 人体感应器作用一 根据太阳能电池板感光度来控制白天与黑夜的LED灯的开启和关闭 作用二 在夜晚当人走近到太阳能指示牌 设定距离在20米以内自动开启开关 LED灯亮 当人走离太阳能指示牌 设定距离在20米以外时自动关闭开关 LED灯熄灭 节约电能 在遮光板下和指示牌上设有一排LED灯 遮光板下设有强反光材料 从而增强LED灯的光亮 使它既能在夜间照亮指示牌 使人看清指示牌的所指明方向或其中的地图及标注的提示信息 也能照亮附近的路面情况 可以起到路灯的作用 同时 指示牌能也方便地打开和关闭 故其中的路牌或地图可随时方便地更换 2020 3 26 5 它电能全部由太阳能电池板提供 由于它采用LED灯来照明 所以LED灯亮而节能省电 同时 因为感应器的作用 白天灯不亮 夜晚也只是在有人的情况下灯才亮 所以它非常省电节能 能自给自足 所以我设计的太阳能指示牌是一个节能环保绿色低耗能装置 好处多多 太阳能指示牌是把LED灯 人体感应器 指示牌与太阳能电池板有机地结合在一起 它节能环保 绿色美观 低耗价廉 安全可靠 如果配以各种不同的形状 颜色 美观亮丽的指示牌 用于不同的路段 路口 将成一道美丽的风景线 2020 3 26 6 关键词 太阳能 指示牌 太阳能电池板 LED灯 人体感应器 照明 节能 2020 3 26 7 研究内容 工作原理白天太阳能电池板吸收太阳光 把太阳能转化成电能 储存在储能器件中 到了晚上 储能器件中的电能自动转化成光能 通过光电开关控制 通过LED发出亮光来勾画图案轮廓 传达交通信息 早期的太阳能标牌 基本上就是一个灯箱了 电路 控制器 电池都放在箱体内 它的弊端 箱体过于笨重 太阳能板体积过大 不利于包装 运输 在运输的过程中 经常造成内部损坏 电池和电路都封在箱体内 不宜更换 箱体过大 密封性不宜控制 单片机的控制用于白天太阳能储备和夜间led等的动态显示标牌材料现在公路交通标志牌都是采用铝板制作 回收价值高 不法分子就把偷盗交通标志牌做为了生财之道 太阳能标牌的价值高过普通标牌 更应考虑太阳能标牌的防盗问题 模压玻璃钢材料对反光膜附着力强 抗风荷载性强 耐老化 造价低 是一种理想和成熟的标志板面防盗材料 2020 3 26 8 太阳能板太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置 硅系列太阳能电池发电是目前发展最成熟的 太阳能电池优劣 寿命就主要取决于硅片 目前硅片按材料的结晶类别一般分为三种 单晶硅 多晶硅和非晶硅 单晶硅光电转换效率最高 量产时其效率都能达到15 在大规模应用和工业生产中占据主导地位 价格偏高 多晶硅 非晶硅效率只有10 左右 相比较而言 非晶硅成本最低 弱光效应好 但非晶硅光电效率衰减快 稳定性不高 因此在户外交通产品应主要选择单晶硅的太阳能电池 单晶硅电池寿命长达15年以上 15年后其光电转换效率仍能达到最初的85 LEDLED作为一种新型光源在各个领域得到越来越广泛的应用 寿命长 就目前各个区域各个品牌生产商量产的LED芯片来说 其最长工作时间普遍达到10年以上 而且是连续工作 节能 LED的电光能量转换率是普通白炽灯的5 8倍 获得同样的光照亮度能节省60 以上电量 2020 3 26 9 电池太阳能产品设计原理中都是要将光能转化为电能后储存 以作后备 在无阳光照射情况下 由储能设备续电 储能设备目前主要有三大类 电池储能 电容储能 电感储能 其中电池储能因为容量大 体积小 成本便宜等优点相对使用比较广泛 作为太阳能标牌是适合用电池储能的 储能电池即蓄电池 它根据内部材料又划分为铅酸电池 镍氢电池 锂电池等几个类别 符合交通户外环境的电池要属镍氢和锂电 因为相对而言它们在高低温特性 容量体积比 环保 寿命方面是优于铅酸电池的 如果以保持60 容量统计铅酸电池循环次数在400次左右 镍氢电池在500次左右 锂电在600左右 循环次数是指把电池全冲全放满作为一个周期 实际上太阳能标牌的电池大部分时间是在放掉1 5电量时就充电的 浅放浅充的浮充电状态的工作方式可以大大延长电池使用年限的 采用锂电常规使用 寿命有4年左右 电池是制约其寿命的瓶颈 该类产品的电池应该注重防潮的同时 应该方便更换 2020 3 26 10 我的设想 太阳能电池 LED点阵 单片机 电源控制 系统的硬件电路主要是以AT89S52单片机为核心处理器 所有输入输出数据