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    太阳能LED交通信号灯模块

    2018-04-13 08:31:16

     LED交通信号灯模块
    LED连接电路有三种连接方式:全串联方式、全并联方式、串并混联方式。三种方式的优缺点比较如下:
    (1)全串联方式,优点:电路简单,流经所有LED的电流相同。通过使用恒流源,可使LED亮度一致。缺点:如果有一颗损坏,所有的LED将不能工作,需要变压器产生高电压和制作恒流源,实现成本高。
    (2)全并联方式,优点:电路简单,一颗LED损坏,不会影响其他LED。缺点:由于LED发光源本身存在差异性,电压有浮动,导致并联的LED显色不均匀。另外,电流太大,增加成本,给电源设计也带来困难,需要性能比较高,输出电流非常大的稳压源。
    (3)串并混联方式,蓄电池可以提供12 V直流电压,可以驱动4~6颗LED,将LED分成若干串,每串串联,然后将几串并联,这样每一串的电压相同,每一串内电流相同,电源输出的抖动被每一串内LED平分,这样可以稳定单个LED的电压,同时单个LED的损坏只能影响到同一串联的LED,其他串LED仍然正常工作。本文采用串并混联方式。

    LED交通信号灯控制器模块
    1 控制结构
    控制部分是LED交通信号灯系统的核心部分,由中央控制器、RS 485串行通信总线、从控制器三部分组成。LED交通信号系统的主从控制器都采用单片机AT89S51,中央控制器起到控制和协调作用,四个路口由从控制器接收中央控制器的命令,然后按照命令确定各自路*通信号灯的状态。主从控制器之间由串口来实现信号的传输。
    2 从控制器模块
    从控制器通过拨码开关电路,来设定自己的地址。具体地说,单片机AT89S51的P0端低四位用于本机的地址设定,通过跳线开关S1的闭合和关断的组合可以*多设定16种地址。从控制器在开始加电工作之前设定好自己的地址,也就是将S1的开关状态设置好,本文四个从控制器分别设为0001~0004,这样从控制器在开机自检时,就可以获得本机地址。

    从控制器利用P2口的P2.7~P2.5来控制信号灯,由于单片机I/O口的驱动能力有限,所以借助金属氧化物半导体晶体管(MOSFET)来驱动,经一电阻与MOSFET的栅极相联,漏极与交通灯的共阴极相连,灯的共阳极接12 V直流。通过多机通信,控制P2.7~P2.5的电平高低变换来改变MOSFET导通截止状态,从而实现交通灯的亮灭变化.

    通信模块
    交通灯控制系统安置在路口之间,受现场条件影响比较大,各个路口节点之间存在很高的共模电压。虽然RS 485接口采用差分传输方式,具有一定的抗共模干扰能力,但当共模电压超过RS 485接收器的极限电压,即大于+12 V或小于-7 V时,接收器就无法正常工作了,严重时甚至会烧毁芯片和仪器设备。为了解决这个问题,本文采取:
    (1)DC~DC将系统电源和MAX485收发器的电源隔离;
    (2)为了提高抗干扰能力,各主从单片机系统与MAX485之间通过光电隔离器,本文采用光电隔离器PC410,PC357,将信号隔离,通过单片机的P1.4引脚控制MAX485的工作状态。

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