課程設計（論文）樓道聲控燈

1、摘要在學校、機關、廠礦企業(yè)等單位的公共場所以及居民區(qū)的公共樓道,長明燈現(xiàn)象十分普遍,這造成了能源的極大浪費。另外,由于頻繁開關或者人為因素,墻壁開關的損壞率很高,增大了維修量,浪費了資金。同時，為了加強我們對光電子技術的理解和鞏固，我們通過了兩個星期的電子技術課程設計，我設計的是光控燈的，我設計了一種電路新穎、安全節(jié)點、結構簡單、安裝方便、使用壽命長的光控節(jié)能電路。本次課程設計的任務是樓道光控燈，根據(jù)模擬電子、數(shù)字電子和光電子技術所學的知識自主設計，在老師的指導下以小組為單位組裝實物并調試。本次課程設計任務是樓道光控燈，led樓道聲控燈是樓道燈的一種，是自行研發(fā)生產，擁有自主知識產權（申請四項

2、專利），采用特殊技術封裝的led新型室外燈具，光控智能控制的產品，白天光控作用下，燈具處于關閉狀態(tài)；夜晚照度低于設定值后，光控開啟，燈光自動打開并延時關閉。越來越多的光控設備也正廣泛地應用到人們的生活當中。第一章：方案論證 設計光控制照明燈，在夜間（黑罩模擬）有光信號時，使燈點亮延遲5秒后熄滅，間隔小于5秒，則燈持續(xù)亮，白天則不點亮。白天光線強，開關中的光控電路工作，將電路切斷。當光線變暗到一定程度電路接通，接通燈的電源，燈亮。再經(jīng)過一個時延，燈亮幾十秒鐘后，單穩(wěn)電路自動翻轉，燈光熄滅。從光控開關的結構上分析，開關面板表面裝有光敏二級管，而光敏二極管的敏感效應，只有在黑暗時才起到作用（可用液晶

3、萬用表測得數(shù)值）。也就是說當天色變暗到一定程度，光敏二級管感應后會在電子線路板上產生一個脈沖電流，這時光控制開關電路就連通起作用。 聲控燈包括燈負載rl、可控硅scr、燈負載rl與可控硅src串接后與電源相連。光控電子開關，它的“開”和“關”是靠可控硅的導通和阻斷來實現(xiàn)的，而可控硅的導通和阻斷又是受自然光的亮度（或認為亮度）的大小所控制的。1、該電路的主要特性和優(yōu)點有以下幾方面：（1）、光控功能：在采光滿足需要時，則不開啟燈光；（2）、穩(wěn)定性：高效可靠的恒流源，保證led光源的穩(wěn)定和長壽；（3）、寬電壓：ac70v260v自適應，dc11v60v自適應，適合電壓波動較大地區(qū)的需要；（4.）適應

4、性：-2060環(huán)境溫度下測試工作正常；（5）、顯色性：顯色性70 ra，同時中間色溫賦予舒適的照明；（6）、可靠性：全固體光源抗震動、抗沖擊性能強；（7）、壽命長：led使用壽命5萬小時，大幅減少燈具更換的人工和材料費用；（8）、無污染：一般日光燈含有汞等有害物質，而led燈采用半導體技術，不含任何有害物質，是一個名副其實的綠色光源；（9）、參數(shù)自設定：用戶通過簡單的插拔跳線(或可調器件)，即可自行調整光敏度、紅外(聲控)靈敏度，延時時間等參數(shù)。2、主要適用場合：1) 太陽能光伏照明系統(tǒng)；2) 建筑物樓道、走道等公共通道照明；3) 地下車庫、圖書館、博物館、陳列館、超市等大環(huán)境補充照明；4)

5、賓館酒店、醫(yī)院及住宅等玄關、廚房、衛(wèi)生間、儲藏間、更衣室照明；5) 火車汽車船舶帳篷等蓄電池供電場所照明。第二章 電路原理圖及各器件工作原理2.1電路原理圖圖21光控燈開關的電路如圖2-1虛線框內所示。vs是普通單向晶閘管，其觸發(fā)信號由電阻器r和光敏電阻器rl對220v交流電的分壓（忽略電燈絲電阻）得到。vd是普通二極管，主要用于防止rl兩端反向電壓對vs控制極的損壞。白天，環(huán)境自然光線較強，rl呈低阻值（2k，rl兩端交流電壓小于vd和vs控制極的導通電壓（約0.65v0.65v=1.3v），vs處于阻斷狀態(tài)，電燈h不亮；夜晚，環(huán)境自然光線變暗，rl呈高阻值（1m），vs從rl兩端獲得足夠觸

6、發(fā)電壓而導通，h通電自動點亮。 由于每次夜幕降臨電燈點亮時，燈的亮度是隨著外界自然光線的減弱而逐漸由暗變最亮的，故避免了使用普通機械開關時，每次開燈瞬間比正常時大10倍以上的強電流對燈絲的沖擊，有效防止了燈絲的過電流速損；另外，h工作時加在它兩端的是半波脈沖電壓，實測直流平均電壓約99v，燈泡實際功率僅為標稱功率的30%左右，這不僅節(jié)電，而且還能有效防止因夜深電網(wǎng)電壓升高而造成的燈絲過電壓速損，使得燈泡使用壽命大大延長。筆者單位廁所里的照明電燈，在使用本開關之前，每月要更換23只白熾燈泡，現(xiàn)在使用本開關一年多時間，尚未更換過一只燈泡。該開關在白天自身耗電甚微，實測總電流22a。2.2 光敏電阻

7、 圖2-2光敏電阻器（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。通常，光敏電阻器都制成薄片結構，以便吸收更多的光能。當它受到光的照射時，半導體片（光敏層）內就激發(fā)出電子空穴對，參與導電，使電路中電流增強。光敏電阻是一種半尋體器件，利用半尋體的光電效應。當有光照時電阻很小。無光照時電阻很大?？捎镁w管組成放大器，做成自動控制電路。實現(xiàn)你所需要的電路。把光敏電阻作為晶體管的偏流電阻。這樣當有光照時晶體管導通，驅動靈敏

8、繼電器。用繼電器接通電動機。將窗簾打開。繼電器可用jrx-13f靈敏繼電器。其吸合電流不大于50ma。前級放大器可用達林頓管組成。放大器后可接一個反向器。反向器驅動繼電器。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產生的電子空穴對增加了半導體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產生的電子空穴對將逐漸復合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復

9、原值?？梢姽夤饷綦娮杵鳎喊ㄎ?、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動開關門戶，航標燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動亮滅，自動給水和自動停水裝置，機械上的自動保護裝置和“位置檢測器”，極薄零件的厚度檢測器，照相機自動曝光裝置，光電計數(shù)器，煙霧報警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。第三章 電路的制作與應用整個光控開關電路可組裝在經(jīng)過改造后的吊式電燈用掛線盒內，如圖2所示。焊接時注意，各元件引腳均套上電工用絕緣套管，以免在使用過程中發(fā)生短路故障。rl引腳不要剪得過短，以裝好后正好從原吊線出孔凸出為宜；掛線盒原有的接線樁直接用作x1、x2接線樁即成。此開關

10、只要元器件質量保證，焊接無誤，無須調試便可投入使用。該開關適合控制標稱功率200w的普通照明用鎢絲燈泡，它的接線方法與普通機械開關相同，完全符合電工接線規(guī)范。實際安裝時，只需把開關的兩個接線端x1、x2不分順序串入電燈相線（火線）一側回路即行。但注意開關安裝位置要有所講究，應避開風雨侵蝕和燈光直射處，選擇在感受自然光良好的地方固定。第四章 心得體會本次的聲控照明燈的設計實踐將我們學到的知識應用到了實踐，深化了對光電子技術的認識，使我們在設計的時間中獲得新知。設計開始老師給我們講解了這次設計的目的和基本器件的使用和工作原理，加深了對元器件的認識。在接下來的焊接中，我糾正了以前焊接過程中的一些錯誤

11、，并學到了一些焊接的小技巧，在以往自己私下的焊接過程中，我一直是先把焊絲掛到電烙鐵上在點焊到元器件上，在實際操作中，這種操作方法常常很難將元器件焊上，在接受了老師的指導之后，先把元器件腳腿上掛上錫在焊接，操作比以前簡單了很多，非常容易就可以完成焊接工作。這次課程設計雖然短暫但是讓我得到多方面的提高：首先，我的邏輯思維能力有所提高，使我們在邏輯電路的分析與設計上有了很大的進步。加深了我們對組合邏輯電路與時序邏輯電路的認識，進一步增進了對一些常見邏輯器件的了解。我還更加充分的認識到，光電子技術這門課程在科學發(fā)展中的至關重要性。其次，查閱參考書的獨立思考的能力非常重要，我們在設計電路時，遇到很多不理

12、解的東西，有的我們通過查閱參考書弄明白，有的通過網(wǎng)絡查到，但由于時間和資料有限我們更多的還是獨立思考。最后，相互討論共同研究也是很重要的，經(jīng)常出現(xiàn)一些問題，比如電路設計中的光控的設計，開始并不理解光控如何加進原理圖，但是和其他完成的同學討論后，理解了光控加入原理圖里的方法后，很快的設計了電路原理圖。通過這兩周的電子技術課程設計，我想說：為完成這次課程設計我們確實很辛苦，但苦中仍有樂，相互幫助，配合默契，多少人間歡樂在這里灑下，大學里一年的相處還趕不上這次的實習，我感覺我和同學們之間的距離更加近了。這個設計確實很累，但當我們仿真實驗成功的時候，當我們連好線，聲控燈能夠正常工作的時候，這是我一生以來最值得高興 對我而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。讓我知道了學無止境