内容发布更新时间 : 2024/6/18 19:50:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

C题：太阳能LED交通警示板

摘要

本系统实现的交通警示板，由充放电模块、传感器模块、太阳能电池模块、光控电路、瞬时光照保护电路、LED闪烁电路、计数显示模块等组成。该系统实现了白天车辆统计，夜晚警示交通，白天夜晚自动切换。并且，该系统充分考虑了系统实际运行环境，提高了电路稳定性。例如，该系统中设计的充放电保护装置有效地防止了过充电和过放电，瞬时光照保护电路避免了夜间光源干扰。

Abstract

This design realizes the traffic warning, it composes of charge-discharge model, sensor model, solar battery model, solar-controlled circuit, instant lighting protect circuit, LED flash circuit, count and display model and so on. This design realizes the motor count in daytime, and warns the traffic in night, and it can be auto convert. Farther more, the design considers the real circumstance, and improves the circuit steady. For example, the charge-discharge protect model can protect the circuit effectively, while the instant lighting protect circuit can avoid the light source interrupt in night.

编号 ： 144

作者 ： 裘世栋 潘忠伟 朱振佳（浙江万里学院电子信息工程系） 赛前辅导老师 ： 吴耀辉 柯博林

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一．核心模块的方案设计与论证

本系统太阳能LED交通警示板的实现，采用了太阳能作为能源，通过充放电电路，使光能能转化为铅蓄电池的能源，并实现对铅蓄电池的充电，接入限制过充放电电路，实现了过充放电的保护。白天光照条件下，电池充电，同时提供传感器对车辆的计数的电源，在夜间由于光控电路的作用可以LED数码管的正常工作，运用555定时器工作实现LED数码管的闪烁，警示灯光显示为“日”字，在电路降低工作电流方面，我们尽可能少用大功率元件和去掉没有实际作用的元件，设计的系统达到题目的要求。

1.充电电路选择与论证：

方案一：通过把双电压比较器LM393的两个反相输入端连接在一起，并由稳压管提供的基准电压做比较电压，两个输出端分别接反馈电阻，将部分输出信号反馈到同相输入端，这样就把双电压比较器变成了双迟滞电压比较器，可使电路在比较电压的临界点附近不会产生振荡。当太阳光照射的时候，硅太阳电池组件产生的直流电流经过Ｊ常闭触点和电阻，使LED发光，等待对蓄电池进行充电；Ｋ闭合，三端稳压器输出8V电压，电路开始工作，过充电压检测比较控制电路和过放电压检测比较控制电路同时对蓄电池端电压进行检测比较。该方案的不足之处是采用常规的直流充电，速度较慢。

方案二：利用太阳能对蓄电池充电，设计了充电电路（如下图所时），其中LM324运放这一模块产生脉冲信号，LED指示灯连续闪烁，使三极管不间断地导通，通过电感不间断地对蓄电池充电，达到一定电压，当通过变阻器Rp，对电压的电压取样，通过运放LM324比较器，来控制LM324产生脉冲，即控制太阳能对蓄电池的充电过充情况，其中电阻R13和二极管组成的反馈电路与过放反馈电路的作用的一样的。在设计中给蓄电池加上充、放电保护装置，防止过充和过放电。

方案二采用脉冲充电，速度快，效率高，所以本系统采用方案二。

2.光控电路选择与论证：

方案一：利用光敏电阻搭建的电路

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图1-1 利用光敏电阻搭建的电路

工作原理如图1-1。当有光照射到光敏电阻时，其阻值减小（几十K左右），光敏电阻两端的电压很小Q1基极电压被拉低而截止，Q2基极电压升高Q2截止，Q3基极电压降低而截止，LED灭；反之光敏电阻没有光照时，其阻值增大（几M），Q1基极电压升高并使其导通，Q2基极电压降低，Q2饱和导通，Q3基极电压升高而导通，LED灯发光。该电路可以设置在夜间事故隐患的路段，白天可以关闭，夜间LED亮，实现白天关闭，夜间亮的功能。

方案二：利用电容、稳压管形成的电路

图1-2 利用电容、稳压管形成的电路

经过比较，方案一、方案二都能在白天和夜间实现控制电路 的开启与关闭

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