isme00174 发表于 2010-7-26 15:16:06

使用Tiny13和锂电池的太阳能信号灯

一。功能
1。白天的时候灯灭，系统处于睡眠状态，每隔一段时间自动唤醒，测量环境亮度和电池电压，判断是否应该进入另外的状态
2。天黑以后，闪灯，LED亮度按照呼吸方式缓慢变化，没错，就是类似苹果笔记本的呼吸灯，1.5秒吸气(渐亮)，1.5秒呼气(渐灭)，停顿，再吸气呼气。。。
3。自动监测锂电池电压，低于3.5V时，进入缺电状态，系统睡眠，定期唤醒监测是否可以充电
4。缺电状态下，如果有太阳照射，则自动充电
5。电池充满后（断开充电后电池电压大于4.2V），自动断开充电
6。充电状态下，如果电池还没充满，阳光就消失，则暂时回到正常工作状态（灭灯/闪灯），等下次再次出现阳光时，重新进入充电状态
7。工作状态下，若锂电池电压低于3.6V，而且有阳光可以充电，则进入充电状态。避免电池电压低于3.5V时进入缺电状态，不能闪灯。


总之就是一个工作和电池充放电管理全自动的信号灯，整个电路装在一个密封的塑料罐子里，防水，可以在室外长期工作。

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_31/ourdev_570817.jpg
(原文件名:P7160036.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_31/ourdev_570818.jpg
(原文件名:P7160037.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_31/ourdev_570819.jpg
(原文件名:P7160039.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_31/ourdev_570820.jpg
(原文件名:P7160040.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_31/ourdev_570821.jpg
(原文件名:P7180047.jpg)


做这个东西主要是为了练手，这些部件以后都可能要经常用到：

1。熟悉锂电池的充放电管理。大致如下：
标称电压3.6V，最佳保存电压3.8V，最大充电电压：4.2V，最低放电电压：3.0V。
锂电池本身没有记忆效应，但是对充放电电压要求比较严格，过充（大于4.2V）或者过放电（小于3.0V），可能会永久损害电池。
充电过程：
1）如果电池电压低于3.0V，则先进行预充电，充电电流一般为0.05C（C即电池容量，如1000mAH的电池，则C=1000mA）
2）电压大于3.0V后，进入标准充电，方式为恒流充电，电流约为0.2C--1C
3）电池电压升至4.2V后，改用4.2V恒压充电，直到充电电流小于10%标准充电电流时，充电完成。

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_31/ourdev_570822.jpg
(原文件名:锂电池充电曲线.jpg)

http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_31/ourdev_570823.gif
(原文件名:锂电池放电曲线.gif)

当然，如果使用了单片机，就不需要管什么恒流恒压，可以用以下简单方法处理：
1）标准充电：以0.2C--1C一直充电，直到电压达到4.2V，事实上电池本身电压并没有达到4.2V，这个电压只是电池电压加上充电电流在电池内阻上的压降出现的综合电压。这时改为脉冲充电。
2）脉冲充电：充电几秒钟后，断开充电，检测电池电压是否大于4.2V，是则停止，否则继续


附原理图和代码：
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_31/ourdev_570832.gif
(原文件名:SUN_LED.gif)

点击此处下载 ourdev_570833.zip(文件大小:4K) (原文件名:06-太阳能信号灯.zip)

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补充细节：

1。太阳能电池本身可以测量环境亮度，控制灯的亮灭，但是这样太阳能电池就必须一直连接在上面，不能用其他电源充电了。所以增加了使用光敏电阻测量亮度的电路；

2。锂电池充放电管理对电压测试精度要求比较高，而Tiny13内部基准源和分压电阻的精度都会带来误差。因此程序中用到的几个电压阀值，需要事先经过人工校准，以消除器件带来的误差。例如4.2V电压经1/4分压1.1V参考源AD转换后理论上数值为244，事实上数值是247。


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欢迎光临我的DIY和机器人博客：http://blog.163.com/isme00174@126/

little_Monkey 发表于 2010-7-26 15:34:12

沙个发

mcukilller 发表于 2010-7-26 15:47:45

先mark下!
太阳能电池是几v的啊？
楼主怎么计算充电电流的

stm8s 发表于 2010-7-26 18:18:57

是好贴

xld007 发表于 2010-7-26 18:54:38

MARK，值得学习！

jichong211 发表于 2010-7-26 19:07:45

太阳能电池几V的，如果太阳能电池电压低，怎么升压

zhengwei2005 发表于 2010-7-26 19:18:12

马赛克。

miaohy1204 发表于 2010-7-26 20:31:01

没有收藏功能?那MARK

kk67696248 发表于 2010-7-26 21:15:18

谢谢楼主，刚好仿一个。

isme00174 发表于 2010-7-26 21:19:56

回复【2楼】mcukilller
先mark下!
太阳能电池是几v的啊？
楼主怎么计算充电电流的
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太阳能电池板标称值：5.5V/120mA，事实上在晴天室外开路电压5.9V，接上充电后电压下降到电池电压+0.3V左右，电流50-80mA

因为电流很小（<0.1C），所以没有使用PWM进行充电电流控制，直通充电

isme00174 发表于 2010-7-26 21:24:30

回复【5楼】jichong211
太阳能电池几v的，如果太阳能电池电压低，怎么升压
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标称5.5V，事实上太阳能电池的开路电压是足够高的，阴天放在窗口就有大于5.5V的开路电压，接上锂电池后有几个mA的充电电流。

另外硬件上有一个1N5819肖特基二极管，在没有太阳时防止锂电池电流反灌到太阳能电池板上

litteworm 发表于 2010-7-26 21:44:50

好想法 不错
节能就是好
不过用锂电 寿命是个问题
一般地区
每天就会有一个冲放过程

span42 发表于 2010-7-26 23:22:28

好东西

isme00174 发表于 2010-7-27 12:55:58

回复【11楼】litteworm
好想法 不错
节能就是好
不过用锂电 寿命是个问题
一般地区
每天就会有一个冲放过程
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不会每天充放电，设计是充电到4.2V停止充电，使用到3.5V/3.6V开始充电，完成一个充放电周期，在此期间即使有太阳也不会充电。

我使用一块03年买的废手机电池，指标容量800mAH，晴天暴晒下2天充满电，使用至今（8天后）还有3.81V的电压。

xjmlfm1 发表于 2010-7-27 13:45:32

mark

wetlillto 发表于 2010-12-13 11:27:07

楼主太厉害了，不得不顶一下！

xstt 发表于 2010-12-14 09:45:21

MARK

qhdz 发表于 2010-12-14 10:17:33

mark

zhugean 发表于 2010-12-16 10:34:58

mark

zhames 发表于 2010-12-16 11:15:01

mark

huayuliang 发表于 2010-12-16 11:17:11

设计思路比较完整，不错。值得初学设计的参考。。

cenkey 发表于 2010-12-16 11:34:26

mark

af00 发表于 2010-12-16 12:56:48

ding

jk36125 发表于 2011-5-6 09:54:13

mark

kelos3000 发表于 2011-5-6 10:01:43

mark

kbdcj2000 发表于 2011-5-6 10:55:11

值得mark

lgw65 发表于 2011-5-6 12:49:34

值得mark

watermarker 发表于 2011-5-6 13:29:56

mark

yzjhbxt 发表于 2011-12-9 17:16:18

mark!!!

boyvvv123 发表于 2012-1-11 14:35:28

mark!

扫地走人 发表于 2012-4-5 09:34:13

真的是好东西呀

awsoft 发表于 2012-4-8 19:49:43

标记，以后使用

caixiong 发表于 2012-4-8 22:41:32

isme00174 发表于 2010-7-27 12:55 static/image/common/back.gif
回复【11楼】litteworm
好想法 不错
节能就是好


印象中浅充浅放应该更有利于锂电池的寿命，所以我认为还是每天充电比较好，如果等到3.5v刚好遇到连续阴天肯能就不能发光了。

logicgreen 发表于 2012-4-9 00:45:42

兄弟，就是贴在车载天线那个灯吧？现在很流行，很酷！

pxm 发表于 2012-5-10 22:05:41

学习{:smile:}

a627236799 发表于 2012-6-10 16:51:38

标记一下

a627236799 发表于 2012-6-10 17:10:24

请问你的电路 如何以0.2C--1C一直充电

ZHW0117 发表于 2014-7-18 16:03:24

{:sleepy:}{:sleepy:}{:sleepy:}{:sleepy:}

cc224 发表于 2014-7-18 18:52:36

a627236799 发表于 2012-6-10 17:10
请问你的电路 如何以0.2C--1C一直充电

太阳能电池就这么大输出

东成西就 发表于 2014-8-6 17:38:54

正寻找方案 果断收藏下
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