路灯节能控制论文 (1)

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X 专业（专科）

毕业设计（论文）

题目路灯节能控制姓名X

学号X

指导老师X

完成日期2014.12.15

教学系X系

路灯节能控制

摘要

国内大部分城市路灯都采用“全夜灯”的方式进行照明，后半夜行人少，采用“全夜灯”的方式浪费太大，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的“半夜灯”照明方式，此种方式虽然节约了电力支出，但却带来了社会治安和交通安全问题。在有些城市的街道上，经常会看到早晨太阳老高了，马路上的路灯还亮着；下午太阳刚落，天还没黑，马路上的路灯已经亮了。针对这种情况，设计了城市路灯节能控制电路，来达到节约电能的目的。本论文主要阐述了路灯节能控制器的组成，性能，控制范围及工作原理，给出电路原理图，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量，节约了资金，使用效果良好，当到了定时时间时，电灯自动启动，当到了阴天或不同季节的白天时间减少时，光敏电阻感应到光线很弱时，电灯自动启动，本课程的设计任务是设计一个路灯自动控制系统，设计了一种电路新颖，安全节电，结构简单，安装方便，使用寿命长的智能路灯，以555定时器为核心，光敏电阻实现对光线强弱的捕捉，来控制发光二极管的亮灭。

关键词：节能 555定时器光敏电阻发光二极管

目录

摘要........................................................................................................................................... I 第一章绪论 (1)

1.1 概述 (1)

1.1.1课题的研究背景 (1)

1.1.2 研究的目的及意义 (1)

第二章实现设计的总体方案 (1)

2.1 系统设计思路与方案论证比较 (2)

2.1.1 系统设计思路 (2)

2.1.2 方案论证与确立 (2)

第三章硬件设计 (4)

3.1 系统设计图 (4)

3.2 系统设计 (4)

3.3 设计的主要器件 (4)

3.3.1 555定时器芯片概述 (4)

3.3.2 系统工作原理 (5)

3.3.3 cd4011概述 (5)

3.3.4 系统工作原理 (5)

3.3.5 光敏电阻概述 (6)

3.3.6 系统工作原理 (6)

第四章电路原理图的绘制 (7)

4.1 绘制原理图 (7)

4.2 简单原理 (7)

第五章组装与调试 (9)

5.1 焊接 (9)

5.1.1 焊接前准备 (9)

5.1.2 焊接基本步骤 (9)

5.2 调试 (9)

5.2.1 故障排查 (9)

5.2.2 调试过程及结果 (10)

5.3 改进方案 (10)

总结 (11)

致谢 (12)

参考文献 (13)

第一章绪论

1.1 概述

1.1.1课题的研究背景

随着社会的发展，能源问题已经成为全球最关注的课题之一，能源危机已经成为全人类面临的主要危机，特别是我国的电力能源近年来显得十分吃紧，电力紧张阻碍着我们的生活，生产，甚至严重影响到我国社会经济大发展与社会文明的进步。

在城市亮化，美化大潮的趋势下，城市景观照明耗电也吞噬着我们的电力资源，发电企业投资和建设需要一个较长的周期，快速的经济发展需要更多充足的电力供应和消耗，电力的供求之间矛盾重重，电力供应缺口很难再短期内得到缓解，发展与节约并重，已经成为经济建设的必然选择。此时，灯光照明行业节电也成为了我们的必然选择。

1.1.2 研究的目的及意义

随着城市化建设的不断深入，经济高速持续的发展，人们的生活水平也不断提高。在繁华的都市，城市道路、夜景照明已成为城市文明的标志和城市文化的代表。在推进城市亮化工程的进程中，照明光源及调控设备得到了空前的发展，当然，城市照明的电能消耗和灯具损耗也越来越大，由于电力紧缺和电费的上涨，照明节能降耗将越来越受到广泛重视。路灯的节能控制相当重要，来实现按时开关灯，午夜后降压供电等要求。

路灯是经济发展和国家建设中必须的用电设备，它在整体用电量中所占比例巨大，如果通过节能装置对其进行有效控制，就能够降低电力损耗，达到节约能源，降低生产安装成本，有助于经济的快速发展。本文所研究的智能路灯控制节能系统是有555定时器，CD4011，光敏电阻，有效的调节路灯的暗亮，控制路灯的照明度，从而改变路灯在不同时段的耗电量，达到节约电能的目的。

第二章实现设计的总体方案

2.1 系统设计思路与方案论证比较

2.1.1 系统设计思路

本路灯节能控制系统的设计方案主要实现以下三种功能：

白天时，路灯全不亮

天黑时，路灯全亮

凌晨12点以后，关闭一半的路灯

2.1.2 方案论证与确立

方案一：智能光源降压方式

智能光源降压方式是将装置安装在路灯配电回路的起端，在前半夜控制路灯回路的为全压，接近午夜时分，开始降低回路电压，在后半夜车稀人少时进一步降低电压。

节能原理是：

（1）高压钠灯的亮灯维持电压低于200V，因此降低回路电压，光源不会熄灭。

（2）由于后半夜电网用户少，负荷低，电网低压高于220V，而过压将额外消耗部分电能，采用该装置则避免了这部分浪费。

优点：

（1）是相对节约了电能，不影响光照均匀度。

（2）避免光源过压运行，延长了路灯使用寿命。这种方式是对配电回路降压，回路中所有灯具都将在低电压中运行。

缺点：

（1）随着使用时间的增加，光源端电压及电流等电气参数发生变化，同时光源本身质量上又具有差异性。降压运行时就可能出现统一回路中部分灯具发暗或灭灯现象。

（2）路灯配电回路供电半径长达800米，随着灯具与供电距离的增加电压逐渐下降，不能满足末端光源所需电压，出现发暗亮不起的现象。

（3）回路中接有电动升降式高杆灯时，由于电动机装置为感性启动的特性，启动电流大与之特性不匹配，这种装置价格不菲，成本较高。