熱釋電紅外自動節(jié)能燈設(shè)計 精品.doc

題目：熱釋電紅外自動節(jié)能燈 1設(shè)計目的與要求設(shè)計一個熱釋電紅外自動節(jié)能燈控制電路，要認真并準確地理解有關(guān)要求，獨立完成系統(tǒng)設(shè)計，要求所設(shè)計的電路具有以下功能：（1）人在燈亮，人走后延時燈滅；（2）采用熱釋電紅外傳感器，進行人員檢測；（3）光源負載為白熾燈。2設(shè)計內(nèi)容（1）畫出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；（2）確定元器件及元件參數(shù)；（3）電路仿真；（4）SCH文件生成與打印輸出；（5）PCB文件生成與打印輸出。3編寫設(shè)計報告寫出設(shè)計的全過程，附上有關(guān)資料和電路圖，有總結(jié)體會。4答辯在規(guī)定時間內(nèi)，完成敘述并回答問題。熱釋電紅外自動節(jié)能燈摘要：本次設(shè)計，通過對模擬和數(shù)字電子電路的學(xué)習(xí)和掌握，自己動手動腦來設(shè)計一個熱釋電紅外自動節(jié)能燈，通過紅外線傳感器接收紅外信號，并利用555延時器來滿足人來燈亮，人走后延時燈滅的要求。關(guān)鍵字：紅外傳感器 555延時電路 可控硅1 引 言日常生活中我們最常見到的聲光控?zé)粜枰送ㄟ^拍掌或制造其他聲音來使燈點亮，本次設(shè)計的電路具有同樣的效果，但是相對于聲光控?zé)魜碚f，熱釋電紅外傳感自動節(jié)能燈更為便捷，當(dāng)人走進紅外傳感區(qū)時，不需要拍掌或制造聲音來使燈點亮，電路中的紅外傳感器會在人走近6-10米距離時自動感應(yīng)，從而接通電路，點亮節(jié)能燈，人走后，燈延時滅。本設(shè)計主要應(yīng)用的是555延時電路，通過對模擬電子技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握，自己來設(shè)計電路，并掌握基本方法和思路，對以后的學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)。在設(shè)計電路之前，我通過查閱資料，對555延時電路的基本原理有了進一步的了解，從而對我設(shè)計的方案進行定論。2 總體設(shè)計方案2.1設(shè)計思路設(shè)計題目分析:a) 要求人來燈亮，需要用到紅外傳感器，傳感器會在人來是感應(yīng)紅外線并轉(zhuǎn)變成電信號，為后續(xù)電路提供一定的條件。b) 要求人走后燈延時滅，選用555延時電路來完成，延時時間由555延時電路上的6腳7腳上所接電阻電容值的大小決定，即t=1.1RC。c) 由于紅外傳感器接收到的信號會非常微弱，所以要用放大電路來放大，放大電一般采用運放來完成。結(jié)論：通過分析得出電路最前端采用紅外傳感器接收信號，然后由運放對信號進行放大，觸發(fā)555電路，使燈點亮.2.2設(shè)計方框圖白熾燈延時電路放大電路紅外傳感器圖1設(shè)計方框圖3 設(shè)計原理分析由傳感器接收到紅外信號，經(jīng)兩個CA3140運放放大，以足以驅(qū)動555延時電路，運放放大后的信號接555延時器的2腳，用來觸發(fā)555工作，3腳輸出接可控硅，當(dāng)可控硅導(dǎo)通后，白熾燈即點亮。3.1前置電路紅外傳感頭由熱釋電紅外傳感器P228和菲涅爾光學(xué)透鏡組成，可使遙感距離在10米開外，P228輸出的人體移動時的傳感信號的頻率大致在0.3到5HZ范圍內(nèi)，據(jù)此可設(shè)計放大該微弱信號的高增益低頻放大器。VT1采用高增益高頻小功率管2N3904，它和R2，C2組成前置放大器，對P228檢測到的紅外電信號進行前置放大，從集電極取出的放大后的電信號并將其直接耦合到IC1運算放大級.3.2放大電路CA3140 PTC1GND321U2A567U2BCA3140100KR41.5KR62MR50.033UFC4R7GNDVcc圖2放大電路IC1采用低噪聲，高增益運放CA3140，它與R5， R4， C4等組成高增益低頻放大器，其通頻帶為0.1到8HZ，閉環(huán)增益高達20倍。IC2也采用CA3140器件，但這里利用它與R7，IC1輸出的固定電位組成一個電壓比較器，當(dāng)輸入到IC2同向端的信號大于調(diào)定的反向端的基準電壓時，比較器輸出高電平脈沖，并經(jīng)R7加至VT2的基極，VT2和R8組成一個倒相放大器，經(jīng)它放大后為IC3提供負跳變觸發(fā)脈沖，使觸發(fā)器置位，為555提供工作電壓，其3腳轉(zhuǎn)成高電平，加至可控硅的控制端，可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，白熾燈得電點亮?？煽毓鑼?dǎo)通時間取決于555的單穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)時間，即單穩(wěn)電路的充電時間常數(shù)，其值為t=1.1R10C7.3.3 555延時器123456785550.01uFCC 11KR?Res2GNDVCCuou1沒有觸發(fā)信號時u1處于高電平（u1vcc/3），如果接通電源后Q=0，UO=0，T導(dǎo)通，電容通過放電三極管T放電，使UC=0，U0保持低電平不變，如果接通電源后Q=1，放電三極管就會截止，電源通過電阻R向電容C充電，當(dāng)UC上升至2VCC/3時，由于R=0，圖3 555延時電路S=1，鎖存器置0，UO為低電平，此時，放電三極管導(dǎo)通，電容C放電，UO保持低電平不變，因此電路通電后在沒有觸發(fā)信號時，電路只有一種穩(wěn)定狀態(tài)UO=0.若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號（UIVCC/3）,電路的輸出狀態(tài)由低電平跳變到高電平，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，放電三極管T截止，此后電容C充電，當(dāng)C充電至UC=2VCC/3時，電路的輸出電壓UO由高電平翻轉(zhuǎn)到低電平 ，同時T導(dǎo)通，于是電容C放電，電路返回到穩(wěn)定狀態(tài)。表1 555定時器功能表輸入輸出C1反向輸入端C正向輸入端復(fù)位端輸出端放電管T00導(dǎo)通2Vcc/32Vcc/3Vcc/310導(dǎo)通Vcc/31不變不變4 總結(jié)與體會紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行，是實習(xí)三周以來最大的體會，以前只是單純的學(xué)習(xí)理論知識，書上寫什么，就認為是什么，根本不加以思考，研究，但真正自己動手設(shè)計電路，才發(fā)現(xiàn)很多知識還有更廣的拓展范圍，比如電路中要用到可控硅，隨便就從元件庫中調(diào)出來一個，以為所有的可控硅的性能都一樣，但實際上卻還有很大的差別。我在經(jīng)過這次設(shè)計后對自己的認識又有了很高的提升。在這次課程設(shè)計中，我對模擬電子技術(shù)的掌握程度又有了很大的提升。很多原來我不懂的知識或者本來不熟悉的知識都讓我掌握了，并且應(yīng)用能力有了很大的提高。經(jīng)過這三周課程設(shè)計的學(xué)習(xí)，我感覺有很大的收獲：首先，通過學(xué)習(xí)新的知識使自己的學(xué)習(xí)能力有一個質(zhì)的提高，同時又加深自己對課本知識的理解，也達到復(fù)習(xí)課本的目的。在此期間，我充分的利用圖書館以及互聯(lián)網(wǎng)資源查