簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)開閉電路

1、摘要窗簾在人們的日常生活中有著不可替代的作用，窗簾在室內(nèi)裝修中，分別起著保護(hù)私隱、利用光線、裝飾墻面、吸音隔噪的作用。到目前為止，窗簾已經(jīng)發(fā)展到相當(dāng)水平，其中布藝簾以它的獨(dú)有的時(shí)代魅力深受人們歡迎。當(dāng)窗戶面積大、窗戶高或安裝厚重的窗簾布時(shí)，使用手動(dòng)或拉繩都比較費(fèi)力，并且容易導(dǎo)致簾布損壞，所以現(xiàn)在采用光控電動(dòng)自動(dòng)控制布簾的方式代表時(shí)代發(fā)展的潮流。由于其質(zhì)量技術(shù)等各方面的全面改進(jìn)，理所當(dāng)然，光控自動(dòng)窗簾成為科技不斷進(jìn)步，社會(huì)飛速發(fā)展的必然產(chǎn)物。為了鞏固已學(xué)習(xí)的數(shù)電和模電知識(shí)以及初步掌握protel軟件，更為了提高自己的實(shí)際應(yīng)用能力，學(xué)習(xí)一些書本上沒有的知識(shí)，我精心設(shè)計(jì)了這個(gè)簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)開閉電路，該

2、電路能夠通過感應(yīng)裝置，檢測(cè)到光線的強(qiáng)弱，并能夠根據(jù)光線的強(qiáng)弱，自動(dòng)將窗簾打開和關(guān)閉,同時(shí)能夠在窗簾接觸到邊沿時(shí)，自動(dòng)的切斷電源。第一章 方案論證當(dāng)窗戶面積大、窗戶高或安裝厚重的窗簾布時(shí)，使用手動(dòng)或拉繩都比較費(fèi)力，并且容易導(dǎo)致簾布損壞，所以現(xiàn)在采用光控電動(dòng)自動(dòng)控制布簾的方式代表時(shí)代發(fā)展的潮流。由于其質(zhì)量技術(shù)等各方面的全面改進(jìn)，理所當(dāng)然，光控自動(dòng)窗簾成為科技不斷進(jìn)步，社會(huì)飛速發(fā)展的必然產(chǎn)物。為了鞏固已學(xué)習(xí)的數(shù)電和模電知識(shí)以及初步掌握protel軟件，更為了提高自己的實(shí)際應(yīng)用能力，學(xué)習(xí)一些書本上沒有的知識(shí)，我精心設(shè)計(jì)了這個(gè)簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)開閉電路，該電路能夠通過感應(yīng)裝置，檢測(cè)到光線的強(qiáng)弱，并能夠根據(jù)光線

3、的強(qiáng)弱，自動(dòng)將窗簾打開和關(guān)閉,同時(shí)能夠在窗簾接觸到邊沿時(shí)，自動(dòng)的切斷電源。第二章 簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)開閉電路第一節(jié) 系統(tǒng)組成框圖光照檢測(cè)電路比較放大電路三極管開關(guān)電路電源電路驅(qū)動(dòng)電路光照檢測(cè)電路檢測(cè)光照的強(qiáng)弱，通過放大器放大此信號(hào)，進(jìn)而控制開關(guān)的開閉狀態(tài)，開關(guān)影響驅(qū)動(dòng)電路中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)窗簾的自動(dòng)關(guān)閉，電源電路的功能是為上述所有電路提供直流電源。第二節(jié) 簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)開閉電路工作原理由光敏電阻器RG與運(yùn)算放大器IC、電位器RPl、RP2等組成控制電路。在清晨，環(huán)境光線較強(qiáng)，光敏電阻器RG呈低阻值狀態(tài)，使IC的2腳（放大器ICa的反相輸人端）電壓較3腳（放大器ICa的同相輸入端）電壓高，IC

4、的5腳（放大器ICb的同相輸人端）電壓較6腳（放大器ICb的反相輸人端）電壓高，IC的1腳的低電平，7腳輸出高電平，使晶體管V1一V3均導(dǎo)通，V4V6截止，電動(dòng)機(jī)M正轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)窗簾拉開。當(dāng)窗簾拉開到位后，滑動(dòng)觸頭開關(guān)（位置開關(guān)）S1被觸動(dòng)而接通，使V1的基極變?yōu)榈碗娖?，V1一V3均截止，電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)。當(dāng)夜幕降臨時(shí)，環(huán)境光線較弱，光敏電阻器RG的阻值變大，使IC的3腳電壓高于2腳電壓，1腳輸出高電平，使晶體管V4一V6均導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)M反轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)窗簾拉合。當(dāng)窗簾拉合到位后，滑動(dòng)觸頭開關(guān)S2被接通，使V4的基極變?yōu)榈碗娖?，V4一V6截止，電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)電位器RP1、RP2的電阻值，改變IC的2腳電

5、壓和5腳電壓的高低，使清晨時(shí)IC的7腳輸出高電平，1腳輸出低電平；而傍晚時(shí)IC的1腳輸出高電平，7腳輸出低電平即可。第三節(jié) 元器件單元電路設(shè)計(jì)（一） 電源電路分析在本設(shè)計(jì)中可以用兩種方法實(shí)現(xiàn)電源：一是采用電池供電；二是直接從電網(wǎng)供電，考慮到電池易損耗，易達(dá)不到電路的要求，而經(jīng)電網(wǎng)變壓實(shí)現(xiàn)的+12V直流電壓則相對(duì)穩(wěn)定，所以在本設(shè)計(jì)中我采用了后者。該電路由電源變壓器、整流、濾波、和穩(wěn)壓電路等四部分構(gòu)成。電源變壓器是將交流電網(wǎng)220V的電壓變?yōu)樗枰碾妷?，再通過橋式整流電路將變壓器輸出的符合電壓要求的交流電變換為+12V的直流電。常用的整流電路主要有：半波整流、全波整流及橋式整流等。相對(duì)于半波整流

6、相，全波整流二極管交替導(dǎo)通，其輸出電壓紋波明顯減??；而橋式整流電路是全波整流電路的一個(gè)變形，其輸出電壓波形與全波整流電路相同，但加在變壓器次級(jí)線圈上的電流變?yōu)榱藰O性正負(fù)交替的脈沖電流，其性能更加優(yōu)越。本設(shè)計(jì)中采用性能優(yōu)越的橋式整流電路。接著是濾波電路，濾波電路用于濾去整流輸出電壓中的波紋，一般由電抗元件組成，使交流電在經(jīng)過二極管整流后獲得的有雜波的直流電，變成波形較為平滑的直流電。本次實(shí)驗(yàn)我們使用濾波電容C1、 C2 、 C3 和 C4實(shí)現(xiàn)濾波。最后是穩(wěn)壓電路，在本設(shè)計(jì)中采用三端穩(wěn)壓電路來實(shí)現(xiàn)。（二） 光敏電阻器光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對(duì)光線十分敏感。它的電阻能隨著

7、外界光照強(qiáng)弱變化而變化，當(dāng)沒有光照射時(shí)，呈高阻狀態(tài)；有光照射時(shí)，其電阻值迅速減小。它廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)控制電路（如自動(dòng)照明燈控制電路、自動(dòng)報(bào)警電路等）、家用電器（如電視機(jī)的亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)、照相機(jī)中的自動(dòng)曝光控制等）及各種測(cè)量?jī)x器中。下 圖是一種精密的暗激發(fā)時(shí)滯繼電器開關(guān)電路。其工作原理是：當(dāng)照度下降到設(shè)置值時(shí)由于光敏電阻阻值上升使運(yùn)放IC的反相端電位升高，其輸出激發(fā)VT導(dǎo)通，VT的激勵(lì)電流使繼電器工作，常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)對(duì)外電路的控制。（三） 碳膜電位器碳膜電位器阻值連續(xù)可變，因此它的分辨率很高，阻值范圍很寬，易于制作出符合要求的阻值變化特性，工作頻率范圍較寬。它的缺點(diǎn)是額定功率較

8、小，一般只能加工到2瓦，此外，談膜片受濕度和溫度影響較大。（四） 穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管又稱齊納二極管，是一種特殊工藝制造的面結(jié)型硅半導(dǎo)體二極管，在直流穩(wěn)壓電源中獲得廣泛的應(yīng)用。它具有一般二極管單向?qū)щ姷奶匦?，即二極管加正向電壓，則導(dǎo)通，有較大的正向電流、加反向電壓則截止，只有很小的反向電流；當(dāng)反向電壓大到一定程度，反向電流突然增大，這時(shí)二極管就進(jìn)入了擊穿區(qū)。進(jìn)入此區(qū)后，反向電流在很大范圍內(nèi)變化時(shí)，二極管兩端的反向電壓能基本保持不變，當(dāng)反向電流大到一定數(shù)值后，二極管就因徹底擊穿而損壞了。一般二極管是不允許使用在擊穿區(qū)的，而穩(wěn)壓管正是利用反向擊穿后，在一定反向電流范圍內(nèi)反向電壓不隨反向電流變化這一

9、特點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)壓的。其主要特性參數(shù)如下： 1、最大整流電流 是指二極管長(zhǎng)期工作時(shí)，允許通過的最大的正向的電流 2、反向擊穿電壓 指管子反響擊穿時(shí)的電壓值。一般手冊(cè)上給出的最高工作電壓約為擊穿電壓的一半，以確保管子安全運(yùn)行。 3、反向電流 指管子沒被擊穿時(shí)的工作電流，其值越小，管子的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?4、極間電容。（五） 三極管三極管在飽和導(dǎo)通(發(fā)射結(jié)和集電結(jié)都是正偏置)時(shí)，其CE極間電壓很小，比PN結(jié)的導(dǎo)通電壓還要低(硅管在0.5V以下)，CE極間相當(dāng)“短路”，即呈“開”的狀態(tài)。 三極管在截止?fàn)顟B(tài)(發(fā)射結(jié)、集電結(jié)都是反偏置)時(shí)，其CE極間的電流極小(硅管基本上量不到)，相當(dāng)于“斷開(即關(guān))”的狀

10、態(tài)。 三極管開關(guān)電路的特點(diǎn)是開關(guān)速度極快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)比機(jī)械開關(guān)快；沒有機(jī)械接點(diǎn)，不產(chǎn)生電火花；開關(guān)的控制靈敏，對(duì)控制信號(hào)的要求低；導(dǎo)通時(shí)開關(guān)的電壓降比機(jī)械開關(guān)大，關(guān)斷時(shí)開關(guān)的漏電流比機(jī)械開關(guān)大；不宜直接用于高電壓、強(qiáng)電流的控制。NPN型是串連在電機(jī)與地之間，其中C接正E接地。這樣接類似于一個(gè)開關(guān)。當(dāng)B極沒有控制電壓時(shí)，CE是斷開的電機(jī)也是不轉(zhuǎn)的，反之B極有控制電壓時(shí)，CE是導(dǎo)通的，電機(jī)形成回路轉(zhuǎn)動(dòng)。PNP型是反向?qū)ǖ慕臃ㄊ荅接正C接地。8050:Pcm=1W,Icm=1.5A,Vceo=25V,ft=100MHz8550:PNP型，其他同上。（六） 運(yùn)算電路環(huán)境光線較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻器RG呈低阻值狀

11、態(tài)，使IC的2腳（放大器ICa的反相輸人端）電壓較3腳（放大器ICa的同相輸入端）電壓高，IC的5腳（放大器ICb的同相輸人端）電壓較6腳（放大器ICb的反相輸人端）電壓高，IC的1腳的低電平，7腳輸出高電平,進(jìn)一步控制開關(guān)電路。利用此過程來控制下面二極管的開閉，從而達(dá)到控制整個(gè)電路的目的。另外，我們可以改變兩個(gè)劃線變阻器的阻值的大小來控制兩個(gè)放大器輸入端的電壓的大小，為了適應(yīng)不同的情況下的電壓變化。所以能夠?qū)崿F(xiàn)不同情況下的控制問題。（七） 開關(guān)電路當(dāng)V1的基極是高電平時(shí)，其導(dǎo)通，V2,V3也導(dǎo)通相當(dāng)于開關(guān)的接通狀態(tài)，為后續(xù)的驅(qū)動(dòng)電路提供條件。（八） 直流電動(dòng)機(jī)如果直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子不用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)

12、，而把它的電刷A、B接在電壓為U的直流電源上，電刷A是正電位，B是負(fù)電位，在N極范圍內(nèi)的導(dǎo)體ab中的電流是從a流向b，在S極范圍內(nèi)的導(dǎo)體cd中的電流是從c流向d。前面已經(jīng)說過，載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中要受到電磁力的作用，因此，ab和cd兩導(dǎo)體都要受到電磁力Fde的作用。根據(jù)磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體中的電流方向，利用電動(dòng)機(jī)左手定則判斷，ab邊受力的方向是向左，而cd邊則是向右。由于磁場(chǎng)是均勻的，導(dǎo)體中流過的又是相同的電流，所以，ab邊和cd邊所受電磁力的大小相等。這樣，線圈上就受到了電磁力的作用而按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)了。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到磁極的中性面上時(shí)，線圈中的電流等于零，電磁力等于零，但是由于慣性的作用，線圈繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。線

13、圈轉(zhuǎn)過半州之后，雖然ab與cd的位置調(diào)換了，ab邊轉(zhuǎn)到S極范圍內(nèi)，cd邊轉(zhuǎn)到N極范圍內(nèi)，但是，由于換向片和電刷的作用，轉(zhuǎn)到N極下的cd邊中電流方向也變了，是從d流向c，在S極下的ab邊中的電流則是從b流向a。因此，電磁力Fdc的方向仍然不變，線圈仍然受力按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢?，分別處在N、S極范圍內(nèi)的導(dǎo)體中的電流方向總是不變的，因此，線圈兩個(gè)邊的受力方向也不變，這樣，線圈就可以按照受力方向不停的旋轉(zhuǎn)了，通過齒輪或皮帶等機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)，便可以帶動(dòng)其它工作機(jī)械。參考文獻(xiàn)u 何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社，2001年6月u 姚福安，電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001年10月u 王澄非

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15、穩(wěn)壓二極管，例如1 N5989B等型號(hào)；S2、V S3選用1/2W、3V的1 N4372或1 N5987 B型穩(wěn)壓二極管。V1和V4均選用S9013型硅NPN型晶體管；V2和V5選用S8050型硅PNP型晶體管；V3和V6選用S8050型硅NPN型晶體管。IC選用TL072型雙集成運(yùn)算放大器。（TL072  低噪聲JEET輸入型運(yùn)算放大器）M選用工作電壓為9V、最大電流為500mA的直流電動(dòng)機(jī)。觸頭開關(guān)S1、S2可以自制，其動(dòng)觸頭為接地端，兩個(gè)定觸頭分別固定在窗簾的兩端。心得體會(huì)這一個(gè)星期以來，我窩在寢室對(duì)著電腦查資料畫電路圖，剛開始摸不著頭緒挺煩的，后來漸漸的上道了，不知

16、不覺東西就做成了個(gè)大概，雖然只有一周時(shí)間，但感觸還真是挺有的。首先，課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程.隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展的日新日異，自動(dòng)控制在生活中可以說是無處不在，而對(duì)于電子技術(shù)專業(yè)的我們來說掌握自動(dòng)控制的應(yīng)用技術(shù)是十分重要的。其次就是，通過本次設(shè)計(jì)，在一定程度上，鞏固和加強(qiáng)了“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”課程中所學(xué)的理論知識(shí)。以前學(xué)習(xí)模電的時(shí)候，不知道學(xué)有何用，這次的實(shí)踐讓我感覺到自己其實(shí)什么都不懂，學(xué)校里面開設(shè)的課程都有一定理由的，我一定得有個(gè)正確的方向，尤其是在什么該學(xué)，什么可以不學(xué)這一方面。在剛接觸到這個(gè)題目的時(shí)候，我覺得挺簡(jiǎn)單，但真的做起來發(fā)現(xiàn)有好多不得不費(fèi)勁去做的小細(xì)節(jié)。首先，方案必須站在一定高度看問題，得從整體著眼，