太陽能LED交通信號(hào)燈模塊
LED連接電路有三種連接方式：全串聯(lián)方式、全并聯(lián)方式、串并混聯(lián)方式。三種方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：
(1)全串聯(lián)方式，優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，流經(jīng)所有LED的電流相同。通過使用恒流源，可使LED亮度一致。缺點(diǎn)：如果有一顆損壞，所有的LED將不能工作，需要變壓器產(chǎn)生高電壓和制作恒流源，實(shí)現(xiàn)成本高。
(2)全并聯(lián)方式，優(yōu)點(diǎn)：電路簡單，一顆LED損壞，不會(huì)影響其他LED。缺點(diǎn)：由于LED發(fā)光源本身存在差異性，電壓有浮動(dòng)，導(dǎo)致并聯(lián)的LED顯色不均勻。另外，電流太大，增加成本，給電源設(shè)計(jì)也帶來困難，需要性能比較高，輸出電流非常大的穩(wěn)壓源。
(3)串并混聯(lián)方式，蓄電池可以提供12 V直流電壓，可以驅(qū)動(dòng)4～6顆LED，將LED分成若干串，每串串聯(lián)，然后將幾串并聯(lián)，這樣每一串的電壓相同，每一串內(nèi)電流相同，電源輸出的抖動(dòng)被每一串內(nèi)LED平分，這樣可以穩(wěn)定單個(gè)LED的電壓，同時(shí)單個(gè)LED的損壞只能影響到同一串聯(lián)的LED，其他串LED仍然正常工作。本文采用串并混聯(lián)方式。
LED交通信號(hào)燈控制器模塊
1 控制結(jié)構(gòu)
控制部分是LED交通信號(hào)燈系統(tǒng)的核心部分，由中央控制器、RS 485串行通信總線、從控制器三部分組成。LED交通信號(hào)系統(tǒng)的主從控制器都采用單片機(jī)AT89S51，中央控制器起到控制和協(xié)調(diào)作用，四個(gè)路口由從控制器接收中央控制器的命令，然后按照命令確定各自路*通信號(hào)燈的狀態(tài)。主從控制器之間由串口來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。
2 從控制器模塊
從控制器通過撥碼開關(guān)電路，來設(shè)定自己的地址。具體地說，單片機(jī)AT89S51的P0端低四位用于本機(jī)的地址設(shè)定，通過跳線開關(guān)S1的閉合和關(guān)斷的組合可以最多設(shè)定16種地址。從控制器在開始加電工作之前設(shè)定好自己的地址，也就是將S1的開關(guān)狀態(tài)設(shè)置好，本文四個(gè)從控制器分別設(shè)為0001～0004，這樣從控制器在開機(jī)自檢時(shí)，就可以獲得本機(jī)地址。
從控制器利用P2口的P2．7～P2．5來控制信號(hào)燈，由于單片機(jī)I／O口的驅(qū)動(dòng)能力有限，所以借助金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管(MOSFET)來驅(qū)動(dòng)，經(jīng)一電阻與MOSFET的柵極相聯(lián)，漏極與交通燈的共陰極相連，燈的共陽極接12 V直流。通過多機(jī)通信，控制P2．7～P2．5的電平高低變換來改變MOSFET導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)，從而實(shí)現(xiàn)交通燈的亮滅變化.
通信模塊
交通燈控制系統(tǒng)安置在路口之間，受現(xiàn)場條件影響比較大，各個(gè)路口節(jié)點(diǎn)之間存在很高的共模電壓。雖然RS 485接口采用差分傳輸方式，具有一定的抗共模干擾能力，但當(dāng)共模電壓超過RS 485接收器的極限電壓，即大于+12 V或小于-7 V時(shí)，接收器就無法正常工作了，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)龤酒蛢x器設(shè)備。為了解決這個(gè)問題，本文采?。?
(1)DC～DC將系統(tǒng)電源和MAX485收發(fā)器的電源隔離；
(2)為了提高抗干擾能力，各主從單片機(jī)系統(tǒng)與MAX485之間通過光電隔離器，本文采用光電隔離器PC410，PC357，將信號(hào)隔離，通過單片機(jī)的P1．4引腳控制MAX485的工作狀態(tài)。
