模電課程設計延時小夜燈完整版

1、XXXXX模擬電子技術(shù)課程設計題目延時小夜燈學生姓名XXX專業(yè)班級14級通信工程2班學號_院（系）信息工程學院_指導教師XXX完成時間2015年12月31日鄭州科技學院模擬電子技術(shù)課程設計任務書專業(yè)14級通信工程班級2學號201451032姓名XXX一、設計題目延時小夜燈二設計任務與要求1、光控延時照明。當光照強度驟然間由強變?nèi)?，使光敏電阻的阻值發(fā)生明顯變化。小夜燈便延時點亮1.5分鐘左右。2、手動延時照明。在黑暗環(huán)境中，只需按一下燈盒上的自復位開關(guān)，小燈便延時點亮2分鐘左右。3、根據(jù)上述要求選定設計方案，并在網(wǎng)上或者相關(guān)書籍上查找相關(guān)文獻，了解小夜燈的設計原理。進而設計出延時小夜燈的設計電路

2、圖。4、在電腦上用Multisim軟件進行仿真，經(jīng)過仿真成功的設計可以按照電路圖進行原件的購買和焊接。焊接完成后需要達到設計目的的效果。三、參考文獻藍厚榮，單片機的PWM控制技術(shù)J.工業(yè)控制計算機，2010.29楊力，左能.電子技術(shù)M.北京：中國水利水電出版社，2006.78高吉祥，電子技術(shù)基礎實驗與課程設計M.2版.北京：電子工業(yè)出版社，2005.9098江曉安，董秀峰編著.模擬電子技術(shù).3版M.西安：西安電子科技大學出版社，2008.3335王憲偉，電子技術(shù)實驗與課程設計M.北京：清華大學出版社，2006.6667四、設計時間2014年12月日至2015年12月31日指導教師簽名：年月日摘

3、要在我們?nèi)粘Ｉ钪?，隨著人們?nèi)诵曰纳罾砟?，響應科學減排和節(jié)能科學發(fā)展的號召，許多地區(qū)使用了延時燈。延時燈在日常生活中具有廣泛應用，主要用于公共照明，在節(jié)能減排方面有重要的作用。我們所設計的延時小夜燈由二極管、三極管、電容、光敏電阻等元件組成，利用光控電路和延遲電路等單元電路來實現(xiàn)延時小夜燈所具備的功能。（1）光控延時照明。當光照強度驟然間由強變?nèi)?，使光敏電阻的阻值發(fā)生明顯變化。小夜燈便延時點亮1.5分鐘左右。（2）手動延時照明。在黑暗環(huán)境中，只需按一下燈盒上的自復位開關(guān)，小燈便延時點亮2分鐘左右。關(guān)鍵詞：延時光控手動小夜燈課程設計的目的課程設計的任務與要求設計方案與論證3.1設計方案3.2

4、論證設計原理及功能說明目錄4.1延時小夜燈的基本原理4.2延時小夜燈的功能說明單元電路的設計5.1光控電路的設計5.2延遲電路的設計硬件的制作與調(diào)試6.1元器件選擇6.2制作與使用總結(jié)參考文獻附錄1：總體電路原理圖附錄2：實物圖11121314附錄3：元器件清單15延時小夜燈設計 1課程設計的目的1、學習基本理論在實踐中的綜合運用，掌握模擬電路設計的基本方法、設計步驟，培養(yǎng)綜合設計與調(diào)試能力。2、學會延時小夜燈的設計方法和性能指標測試方法。3、培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決實際問題的能力。2課程設計的任務與要求1、光控延時照明。當光照強度驟然間由強變?nèi)?，使光敏電阻的阻值發(fā)生明顯變化。小夜燈便延時

5、點亮1.5分鐘左右。2、手動延時照明。在黑暗環(huán)境中，只需按一下燈盒上的自復位開關(guān)，小燈便延時點亮2分鐘左右。3、根據(jù)上述要求選定設計方案，并在網(wǎng)上或者相關(guān)書籍上查找相關(guān)文獻，了解小夜燈的設計原理。進而設計出延時小夜燈的設計電路圖。4、在電腦上用Multisim軟件進行仿真，經(jīng)過仿真成功的設計可以按照電路圖進行原件的購買和焊接。焊接完成后需要達到設計目的的效果。3設計方案與論證3.1設計方案方案一：光控手控的延時小夜燈延時夜燈電路圖如下。白天或夜晚室內(nèi)開電燈時，光敏電阻Rl受光照呈低阻，三極管VT、VT2無偏流均截止使小電珠H斷電不發(fā)光。當室內(nèi)電燈突然熄滅時，RL因失去光照呈高阻，電池G通過R和

6、VT的發(fā)射結(jié)對C充電，充電電流作為VT的偏流使得VT.VT2先后導通,從而使H通電發(fā)光。經(jīng)過一段延時時間，C充電電流趨向零，H斷電自動熄滅。當因天黑室內(nèi)光線緩慢變暗時，由于C的正極電位隨著Rl阻值逐漸增大而緩慢升高，其充電電流始終很小，經(jīng)VT、VT2放大也不足以點亮H,故這個電路只對光線突變起作用。當天亮或再次開亮室內(nèi)電燈時，Rl阻值變小，C的正極端電位下降，C所充電荷通過Rl和二極管VD快速泄放掉，為再次熄燈后延時點亮H做好準備。電容C兩端并聯(lián)一個自復位按鍵開關(guān)用于手動延時照明。在黑暗環(huán)境中按動SB，C所充電荷便被快速泄放掉；隨后電池G通過R和VT發(fā)射結(jié)對C重新充電，充電電流使VT.VT2導

7、通，H通電發(fā)光，同樣達到了延時照明目的。白天或電燈照明環(huán)境下，由于Rl受光照呈低阻值，C兩端無法充方案二：即拍式延時小夜燈利用人體的導電性質(zhì)，通過金屬片把人體感應電壓輸入電子電路中，再經(jīng)過放大元件放大，而作用于電路。利用人體的感應電壓觸發(fā)的,因為在我們的環(huán)境里很多的電磁波，都會使人體產(chǎn)生感應電壓，就是這個原理。因為有了感應電壓才能觸發(fā)觸摸開關(guān)的輸入三極管使它導通,從而控制電路開關(guān)并延時。圖3-3即拍式延時小夜燈電路圖3.2論證對比可得兩個方案均可實現(xiàn)延時功能。方案二原理復雜難懂，所涉及的電路元件比較多，制作起來比較復雜，費時又費力，使用起來也不太方便，而第一個設計方案電路圖所涉及的元器件較少，

8、原理較為簡單易懂，制作起來也比較簡單。制作成功后，可以光控也可以手控，使用方便。由于采用干電池供電，工作起來安全可靠。實在是居家旅行必備產(chǎn)品。4設計原理及功能說明4.1延時小夜燈的基本原理白天或夜晚室內(nèi)開電燈時，光敏電阻Rl受光照呈低阻，三極管VT、VT2無偏流均截止使小電珠H斷電不發(fā)光。當室內(nèi)電燈突然熄滅時，Rl因失去光照呈高阻，電容C的正極電位跳高，電池G通過R和VT1的發(fā)射結(jié)對C充電，充電電流作為VT的偏流使得VT、VT2先后導通，從而使H通電發(fā)光。經(jīng)過一段延時時間，C充電電流趨向零，VT.VT2先后失去偏流截止，H斷電自動熄滅。當因天黑室內(nèi)光線緩慢變暗時，由于C的正極電位隨著Rl阻值逐

9、漸增大而緩慢升高，其充電電流始終很小，經(jīng)VT.VT2放大也不足以點亮H,故這個電路只對光線突變起作用。當天亮或再次開亮室內(nèi)電燈時，Rl阻值變小，C的正極端電位下降，C所充電荷通過Rl和二極管VD快速泄放掉，為再次熄燈后延時點亮H做好準備。電容C兩端并聯(lián)一個自復位按鍵開關(guān)SB用于手動延時照明。在黑暗環(huán)境中按動SB，C所充電荷便被快速泄放掉；隨后電池G通過R和VT發(fā)射結(jié)對C重新充電，充電電流使VT.VT2導通，H通電發(fā)光，同樣達到了延時照明目的。白天或電燈照明環(huán)境下，由于Rl受光照呈低阻值，C兩端無法充電，故按動SB不會點亮小電珠。圖4-1光控手控延時小夜燈電路圖4.2延時小夜燈的功能說明延時小夜

10、燈適用于走廊、樓道、地下室、車庫等場所。延時小夜燈安全、節(jié)能、方便。功能特點：1、使用時只需按動開關(guān)即導通工作，燈泡點亮一段時間后自動關(guān)閉。2、當光線強度驟然間由強變?nèi)?，使光敏電阻的阻值發(fā)生明顯變化。小夜燈便點亮1.5分鐘左右。3、無觸點電子開關(guān)，延長負載使用壽命。4、負載電壓小于36V的人體安全電壓，使用時不會有危險。5單元電路的設計5.1光控電路的設計光控電路可實現(xiàn)白天時燈的自動封鎖熄滅。光控電路的原理是應用光敏元件來實現(xiàn)光纖對其影響。本次設計所用的光敏元件有光敏二極管、光敏三極管和光敏電阻等。延時小夜燈所涉及的光控電路部分是由光敏電阻R2與晶閘管VD構(gòu)成的。當白天自然光線較強時，光敏電阻

11、R2呈低電阻，與$分壓后是晶閘管VD,門電極處于低水平，VD關(guān)斷。當白天自然光線較暗時，光敏電阻R2呈高電阻，晶閘管VD門電極處于高水平，VD獲得正向觸發(fā)5.2延遲電路的設計常用的延遲電路是利用電容的充放電功能來實現(xiàn)延時功能，并與各類電子元件相互組合實現(xiàn)不同的延時控制。延時電路可實現(xiàn)延時開啟和延時關(guān)閉燈控制。延時小夜燈所涉及的延遲電路部分是由電容與晶閘管組成。電容與晶閘管組成的延遲電路如圖5-2所示。當有U輸出時，晶閘管VD導通，同時電容C正向充電。當沒有電壓U輸入后，電容C通過R放電是晶閘管VD都保持導通，使工作電路運作。當C放電完畢,VD因沒有觸發(fā)而截至，延時結(jié)束。延時時間由C的電容量和R

12、的大小決定。6硬件的制作與調(diào)試6.1元器件選擇VT選用9014或3DG8等NPN管，要求B大于150；VT2選用9012或3CG23等PNP管，要求放大倍數(shù)B大于100。VD用1N4148或2CK型硅開關(guān)二極管。Rl選用MG44-02型樹脂封裝光敏電阻，其它亮阻小于2千歐、暗阻大于200千歐的光敏電阻也可代用。C用漏電小的優(yōu)質(zhì)CD11-10V型電解電容器。R、R2用1/8W電阻。H用手電筒2.5V、0.3A小電珠。G用兩節(jié)5號干電池串聯(lián)而成。因整個電路平時耗電甚微（實測靜態(tài)總電流白天小于66微安、夜晚小0.15毫安），故無須設置電源開關(guān)。6.2制作與調(diào)試根據(jù)選定的方案來進行制作電路板，將各種元

13、器件按照電路圖來進行焊接。當電路板焊接完畢，電路板連同電池（配3V塑料電池架）一塊裝入尺寸約60mmx50mmx35mm的絕緣小盒內(nèi)。盒面板分別開孔固定小電珠和伸出按鍵開關(guān)按鈕，盒側(cè)面開孔固定光敏電阻器。安裝時注意：要盡量避免小電阻光線直射到光敏電阻器上，以免電路自干擾無法正常工作，必要時可在兩者間加裝擋光板或者在光敏電阻器外圍套上合適的遮光罩。制作好的延時小燈，一般不用任何調(diào)試便可投入使用。在作為光控燈使用時，可將電路盒豎立放置在臺燈、吊燈下方，使光敏電阻器正對電燈、H面朝需照明方向即可。如果嫌小燈每次延時照亮的時間太長（或太短），可適當減?。ɑ蛟龃螅╇娙萜鞯娜萘考右哉{(diào)整、直到稱心為止。因小

14、燈耗電省，兩節(jié)新電池一般可用兩個多月時間。如果電容器漏電嚴重，就會使夜里電路的靜態(tài)電流增大至數(shù)毫安以上（可用黑色墨水瓶蓋罩住光敏電阻，測電路靜態(tài)電流大小判斷），導致電池使用壽命顯著縮短，應更換漏電小的正品電容器。7總結(jié)兩周的學習與實踐讓我對模電知識更進一步的了解，對模電課程中延時小夜燈這一章所涉及的部分元器件有了一定的認識：掌握了選擇三極管、二極管、電容及光敏電阻來設計延時小夜燈，學會了用Multisim仿真軟件進行調(diào)試及各部件主要技術(shù)指標的測試。這次所制作的延時小夜燈不僅需要實現(xiàn)光控還能手控，所以需要的光敏電阻和自復位按鍵開關(guān)，但是仿真元件上沒有，只好用滑動變阻器和普通的開關(guān)來代替，經(jīng)過測試有波形出現(xiàn)。在現(xiàn)實焊接中利用光敏電阻和自復位按鍵開關(guān)成功實現(xiàn)延時小夜燈的兩種功能。本次課程設計，培養(yǎng)了我運用互聯(lián)網(wǎng)查找資料和綜合應用課本理論知識解決實際問題的能力。在今后的學習過程中不能懶懶散散，學的半懂不懂，要把課本上的知識學精通，同時也要多學習課外知識來擴展自己的知識面；在計算和動手方面要更加耐心加細心，才能把事情做的更好。參考文獻藍厚榮，單片機的PWM控制技術(shù)J.工業(yè)控制計算機,2010.29楊力，左能電子技術(shù)M.北京：中國水利水電出版社，2006.79高吉祥，電子技術(shù)基礎實驗與課程設計M.2版北京：電子