專利名稱：太陽能led交通指示牌系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種交通指示牌系統，尤其涉及一種太陽能LED交通指示 牌系統。
技術背景現有的道路交通指示牌主要是分普通指示牌和照明指示牌兩種，普通指示 牌只在白天起作用，夜晚只有在汽車燈光照射下的才能夠看得見，對沒有燈光 的行人就不起警示作用，給夜行帶來了很大的不便。照明指示牌需用220V的公 共電壓進行供電，這樣每個信號燈的安裝都要進行挖路開溝、鋪管、布線安設 電纜，這樣不但工程大、維護不便，而且還會造成大量的電資源浪費。雖然現 在已有利用太陽能作能源、利用LED為指示燈的交通燈指示牌被發明，但是采 用太陽能電池作為電源的目的為既要保障用電設備的正常工作，又要力求節省 資金，降低造價和成本，因此，必須對系統進行合理設計。由于用電設備的負 載和用途不同，系統所處的地理位置以及氣象條件等因素也不相同，所以在技 術上要求很高，這也是目前這種產品一直沒有被推廣的原因，其缺點如下1、 LED的連接結構多采用串聯或并上電阻分壓的結構，串聯結構一個LED壞了則整 個電路斷路，并聯結構分壓電阻消耗的能源過大，限制指示燈發亮的時間；2、 指示牌上太陽板的角度往往是一個出廠時統一的角度，由于不同地區的緯度不 同，它的發電率會隨地區不同而受到很大的影響。 發明內容本實用新型針對現有技術的不足，研制一種結構合理、運行穩定，并以綠 色資源太陽能為能源的太陽能LED交通指示牌。本實用新型的技術解決方案如 下一種太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于包括機構框架和電路單元 構成，所述機構框架包括電池板支架、指示牌、電池箱、底板和立柱，所述電 池板支架安裝在立柱的頂部，上面裝有太陽電池板方陣，在電池板支架的下面依次為指示牌、電池箱和底板，通過立柱進行關聯；所述電路單元包括光強傳 感器、控制單元、蓄電池、太陽電池板方陣和LED陣列，所述太陽電池板方陣 同控制單元、蓄電池串連成回路，同時控制單元、蓄電池和LED陣列構成回路, 所述控制單元還連有光強傳感器，所述光強傳感器感應光線的強度，并將光強 信號傳給控制單元，當光強低于設定值后，控制單元控制蓄電池和LED陣列構 成回路后，使蓄電池向LED陣列進行供電。
所述指示牌包括中間板、前板和后板，所述LED陣列按設定標志固定在中 間板上，前板上設有透光板位于LED陣列固定的相應位子上。
所述中間板通過螺栓固定在后板上，其中螺栓在中間板和后板之間的裸露 部分通過套墊進行密封。
所述前板和上下端固定板之間通過支角進行定位；所述指示牌通過卡扣固 定在立柱上；所述電池板支架與地面構成的角度O與使用地區的緯度相同。
所述LED陣列中的每一路LED的連接方式都采用先并聯后串聯的方式進行 連接；所述控制單元中設有LED閃爍器；所述LED閃爍器由555定時器構成的 多諧振蕩器來實現；控制單元中的LED閃爍器和LED驅動功率晶體管之間采用 光電耦合器進行連接。
由于采用了上述技術方案，本實用新型提供的太陽能LED交通指示牌系統， 利用綠色的太陽能作為供應能源為LED交通指示牌系統供電，符合現代節能、 環保的新理念；采用先進的LED連接方式，使系統運行更穩定、維修更方便、 電能分配更合理；實行整體框架組裝結構，確保系統不受外部環境的干擾；電 池板支架與地面構成的角度①與使用地區的緯度相同的靈活設計，使系統能夠 最大的利用太陽能，確保系統的穩定運行。本實用新型所提供的新型系統具有 結構簡單、便于生產、成本低廉適于在交通系統中廣泛推廣。
圖1為本實用新型的結構示意圖2為圖1的側視圖3為本實用新型指示牌的主視圖4為本實用新型的A-A向剖視圖5為圖4 I處放大圖；圖6為本實用新型的電路原理圖7為本實用新型的LED連接示意圖8為本實用新型的驅動電路原理圖9為本實用新型的LED閃爍電路原理圖1為本實用新型的說明書摘要附圖。
圖中1、電池板支架，2、指示牌，3、電池箱，4、底板，5、立 柱，6、光強傳感器，7、控制單元，8、蓄電池，9、太陽電池板方陣， 10、LED陣列，11、卡扣，201、中間板，202、前板，203、透光板，204、 后板，205、螺栓，206、墊套，207、支角。
具體實施方式
如圖1 9所示的太陽能LED交通指示牌系統包括機構框架和電路單元構 成，機構框架由電池板支架l、指示牌2、電池箱3、底板4和立柱5構成，電 池板支架1安裝在立柱5的頂部，上面裝有太陽電池板方陣9，在電池板支架1 的下面依次為指示牌2、電池箱3和底板4，通過立柱5進行關聯如圖1、圖2 所示；指示牌2包括中間板201、前板202和后板204， LED陣列10按設定標志 固定在中間板201上，前板202上設有透光板203位于LED陣列10固定的相應 位子上，中間板201通過螺栓205固定在后板204上，其中螺栓205在中間板 201和后板204之間的裸露部分通過套墊206進行密封，前板202和上下端固定 板之間通過支角207進行定位，指示牌2通過卡扣11固定在立柱5上，電池板 支架l與地面構成的角度O與使用地區的緯度相同，如圖3、圖4和圖5所示。 其中太陽能電池組由2塊多晶硅太陽能電池板組成，太陽能電池支架與地面成 39° (大連地區緯度，以保證電池板接收光照輻射最大)，蓄電池箱與立柱及底 板焊接在一起，指示牌2的標志共用了 200個LED指示燈，25個一列，共8列 排列成"〈"固定在中間板201上，形如圖3所示。
電池板支架1的作用為了是支撐固定太陽電池板方陣9，支架邊框由角鋼相 互焊接而成。電池板卡扣11由角鐵加工成形，卡扣和邊框由螺釘連接，電池板 加強筋焊接在邊框中部位置。支架立柱采用鋼管，上端切削成39°角的斜面， 上端孔的作用是將太陽能電池板的引線引入管內，下端的孔的作用是將電池板 支架立柱與指示牌立柱通過螺釘固定在一起。最后將立柱上截面焊接于底板4 的加強筋中間部位完成，共同組成系統的框架結構。如圖6 9電路單元包括光強傳感器6、控制單元7、蓄電池8、太陽電池板 方陣9和LED陣列10，太陽電池板方陣9同控制單元7、蓄電池8串連成回路， 同時控制單元7、蓄電池8和LED陣列10構成回路，控制單元7還連有光強傳 感器6，光強傳感器6感應光線的強度，并將光強信號傳給控制單元7，當光強 低于設定值后，控制單元7控制蓄電池8和LED陣列10構成回路后，使蓄電池 8向LED陣列10進行供電如圖6所示。LED陣列10中每一供電控制端的LED采 用分組連接，其中每組中的LED進行并聯連接，后各組在串聯在一起連接到電 控制端上。作為應用于交通指示領域產品，采用發出黃色光的LED排列成箭頭 型的指示牌部分發出黃光，根據需要共布局了 200個LED，平均分為8路， 一路 為一列，每列25個LED再分為5組，每5個并聯，然后5組在串聯，8路LED 分別由閃爍電路口的8個引腳控制。本系統中LED的接法采用先并后串的混聯 接法如圖7所示。這種接法的優點是，當有一個LED品質不良時，很容易斷路。 由于并聯的LED較多，斷開一個LED的這支路，平均分配電流不大，依然可以 正常工作，不影響LED陣列的工作。這樣的連接方式， 一方面可以滿足蓄電池 的電壓要求，同時可以確保系統工作的高可靠性，另一方面因為系統中的每一 組都是相互獨立的，便于維修。
控制單元7中設有LED閃爍器，LED閃爍器由555定時器構成的多諧振蕩器 來實現，光電開關和閃爍電路都采用了 555集成電路作為控制核心。光電開關 利用一個555定時器和光敏電阻組成施密特觸發器，白天輸出低電平，晚上或 霧天輸出高電平。LED閃爍電路用兩個555定時器構成多諧振蕩器，實現LED的 閃爍控制。電氣原理圖如圖9所示。圖中的仏與Re 、 R7、 R8構成光電開關。U2 及其周圍元件構成第一級多諧振蕩，U3及其周圍元件構成第二級多諧振蕩。U3 的第3腳通過d與LED驅動電路相接，控制驅動電路的光電耦合器。白天時， 光敏電阻阻值變小，Ul的第2、 6腳處于高電平，第3腳輸出低電平，U2的復 位腳4處于復位狀態，振蕩器U3的第3腳保持低電平，光電耦合器處于截止狀 態，LED停止工作。晚上或者光線較弱時，光敏電阻阻值變小U1的第3腳輸出 高電平，U2的復位腳4變成高電平，振蕩器開始振蕩，光電耦合器獲得觸發信 號，驅動LED， LED開始閃爍。控制單元7中的LED閃爍器和LED驅動功率晶體 管之間采用光電耦合器進行連接。如圖8所示，在LED閃爍器和LED驅動功率晶體管之間采用了光電耦合器，光電耦合器既能為驅動功率晶體管提供足夠的
基極電流，也起到了隔離LED閃爍器與負載的作用，避免LED閃爍器受到負載 的干擾，同時避免了電路出現故障時，12 V電壓直接加在LED閃爍器而燒壞， 經實驗，功率晶體管最大可以輸出150 160mA的電流，完全可以驅動由25個 LED組成的陣列。采用LED閃爍器低電平驅動光電耦合器，LED閃爍器的帶負載 能力也大大提高。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內， 根據本實用新型的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本 實用新型的保護范圍之內。
權利要求1、 一種太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于包括機構框架和電路單 元構成，所述機構框架包括電池板支架(1)、指示牌(2)、電池箱(3)、底板(4)和立柱(5)，所述電池板支架(1)安裝在立柱(5)的頂部，上面裝有太 陽電池板方陣(9),在電池板支架(1)的下面依次為指示牌(2)、電池箱(3) 和底板(4)，通過立柱(5)進行關聯；所述電路單元包括光強傳感器(6)、控 制單元(7)、蓄電池(8)、太陽電池板方陣(9)和LED陣列(10)，所述太陽 電池板方陣(9)同控制單元(7)、蓄電池(8)串連成回路，同時控制單元(7)、 蓄電池(8)和LED陣列(10)也構成回路；所述控制單元(7)還連有光強傳 感器(6)，所述光強傳感器(6)感應光線的強度，并將光強信號傳給控制單元(7)，當光強低于設定值后，控制單元(7)控制蓄電池(8)和LED陣列(10) 構成回路后，使蓄電池(8)向LED陣列(10)進行供電。
2、 根據權利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于所述指 示牌(2)包括中間板(201)、前板(202)和后板(204)，所述LED陣列(10) 按設定標志固定在中間板(201)上，前板(202)上設有透光板(203)位于LED 陣列(10)固定的相應位子上。
3、 根據權利要求2所述的太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于所述中 間板(201)通過螺栓(205)固定在后板(204)上，其中螺栓(205)在中間 板(201)和后板(204)之間的裸露部分通過套墊(206)進行密封。
4、 根據權利要求2所述的太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于所述前 板(202)和上下端固定板之間通過支角(207)進行定位。
5、 根據權利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于所述指 示牌(2)通過卡扣(11)固定在立柱(5)上。
6、 根據權利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于所述電 池板支架(1)與地面構成的角度o與使用地區的緯度相同。
7、 根據權利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統,其特征在于所述LED 陣列(10)中的每一路LED的連接方式都采用先并聯后串聯的方式進行連接。
8、 根據權利要求1所述的太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于所述控 制單元(7)中設有LED閃爍器。
9、 根據權利要求8所述的太陽能LED交通指示牌系統，其特征在于所述LED 閃爍器由555定時器構成的多諧振蕩器來實現。
10、 根據權利要求l、 8或9所述的太陽能LED交通指示牌系統，其特征在 于控制單元(7)中的LED閃爍器和LED驅動功率晶體管之間采用光電耦合器進 行連接。
專利摘要本實用新型公開了一種太陽能LED交通指示牌系統，機構框架和電路單元構成，機構框架由電池板支架安裝在立柱的頂部，上面裝有太陽電池板方陣，在電池板支架的下面依次為指示牌、電池箱和底板，通過立柱進行關聯；電路單元由太陽電池板方陣同控制單元、蓄電池串聯成回路，同時控制單元、蓄電池和LED陣列構成回路，控制單元還連有光強傳感器，光強傳感器感應光線的強度，并將光強信號傳給控制單元，當光強低于設定值后，控制單元控制蓄電池和LED陣列構成回路后，使蓄電池向LED陣列進行供電。該LED交通指示牌系統具有結構合理、運行穩定，并以綠色資源太陽能為能源等特點，適于在交通指示系統中廣泛推廣。
文檔編號H02J7/35GK201156372SQ20072001591
公開日2008年11月26日 申請日期2007年11月14日 優先權日2007年11月14日
發明者周改改, 林紀寧, 薛鈺芝, 齊鵬遠 申請人:大連交通大學