光控延時(shí)照明燈

成績評定:傳感器技術(shù)

課程設(shè)計(jì)光控延時(shí)照明燈摘要在學(xué)校、機(jī)關(guān)、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(fèi)。另外，由于頻繁開關(guān)或者人為因素，墻壁開關(guān)的損壞率很高，增大了維修量、浪費(fèi)了資金。同時(shí)，為了加強(qiáng)我們對模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的理解合鞏固，我花了一個(gè)星期的時(shí)間進(jìn)行電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，而我設(shè)計(jì)的課題是聲光控延時(shí)照明燈的設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)了一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、使用壽命長的聲光雙控白熾燈節(jié)能路燈。在本設(shè)計(jì)中介紹了聲光控路燈控制器的組成、性能，適用范圍及工作原理，給出各電路原理圖及元件參數(shù)選擇，節(jié)電效果十分明顯，同時(shí)也大大減少了維修量、節(jié)約了資金，使用效果良好。白天光照好,不管過路者發(fā)出多大聲音，都不會是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發(fā)聲響，就會自動亮為行人照明，過幾分鐘后又自動熄滅，節(jié)能節(jié)點(diǎn)。本電路采用了555電路組成了延時(shí)電路，能夠準(zhǔn)確的延遲30S,同時(shí)利用了SN74LS04六非門反相器進(jìn)行脈沖整形。主要用到了可控硅、光敏電阻、駐極地傳聲器等元器件。關(guān)鍵詞：光控，延時(shí)，照明燈。一、設(shè)計(jì)目的TOC\o"1-5"\h\z二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求11設(shè)計(jì)任務(wù)12設(shè)計(jì)要求1三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析21設(shè)計(jì)方法23.2設(shè)計(jì)步床3.3設(shè)計(jì)原理及分析四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會10五、參考文獻(xiàn)10傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)目的.學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步禁言，掌握模擬電路的設(shè)計(jì)的基本方法，設(shè)計(jì)步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)與實(shí)物調(diào)試能力。.學(xué)會光控延遲照明燈的設(shè)計(jì)方法和性能指標(biāo)測試。.進(jìn)一步了解光控延遲照明燈的組成框圖和各個(gè)單元的工作原理以及相互之間的聯(lián)系。.培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決問題的能力。.提高自己對文獻(xiàn)資料的搜索和信息處理能力。二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)1、查閱傳感器有關(guān)方面的相關(guān)資料，了解此方面的發(fā)展?fàn)顩r。2、掌握所用器件的特性。3、采用合理的設(shè)計(jì)方案。4、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。5、撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告。2設(shè)計(jì)要求.要求電路能夠通過照明開光對光線強(qiáng)弱的感應(yīng)控制照明燈的亮滅。.要求電路能夠?qū)崿F(xiàn)有光線時(shí)滅，無光線時(shí)燈滅，并且照明燈點(diǎn)亮一段時(shí)間后自動關(guān)斷?？梢约勇暱厥窃O(shè)計(jì)更完善。.更具上述要求選定設(shè)計(jì)方案，畫出系統(tǒng)框圖，寫出詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程。.利用EDA軟件畫出一套完整的設(shè)計(jì)電路圖。

三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析1設(shè)計(jì)方法簡易聲光控延時(shí)照明電路的總體框圖為：圖一（總體框圖）圖一（總體框圖）電路采用聲光兩級控制照明電路。照明燈開關(guān)對光線強(qiáng)弱的感應(yīng)控制照明燈的第一級開關(guān)，對聲強(qiáng)的感應(yīng)控制第二級開關(guān)。對于聲強(qiáng)的監(jiān)測是利用MIC的特性，即當(dāng)其接收到足夠的光強(qiáng)時(shí)，在其中會產(chǎn)生一個(gè)為脈沖波，從而把聲信號變?yōu)殡娦盘?，通過對聲強(qiáng)信號的處理可得一個(gè)電平信號，為控制電路準(zhǔn)備。延時(shí)控制功能通過555定時(shí)器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路來實(shí)現(xiàn)。光信號的感應(yīng)通過光敏三極管來實(shí)現(xiàn)，使得光控電路在光強(qiáng)時(shí)輸出低電位，光弱時(shí)輸出高電位。將光控電路的輸出作為555定時(shí)器的復(fù)位端輸入。將聲控輸出端作為延時(shí)電路的輸入，從而可以實(shí)現(xiàn)在光線強(qiáng)的情況下，即使有足夠強(qiáng)的聲信號,照明燈電路也不工作。而在光線弱的情況下，可以通過聲信號來控制照明。在日常生活中，節(jié)電節(jié)能。2設(shè)計(jì)步驟1,電源電路圖

圖二（電源電路圖）的原理：直接從電網(wǎng)供電，通過變壓器電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路將電網(wǎng)中的220V交流電轉(zhuǎn)化為+12V的直流電壓。電路中變壓器的常規(guī)鐵心變壓器，整流電路采用二極管橋式整流電路，C7、C8、C9和C10完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓集成電路來實(shí)現(xiàn)。2.光控控制電路電路圖如圖三所示：圖三（光控控制電路）

光線強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RL的阻值變小，R9、RL導(dǎo)通，555定時(shí)器的復(fù)位端4至于低電平；光線弱時(shí)，光敏電阻RL的阻值變大，R10導(dǎo)通，555定時(shí)器的復(fù)位端4至于高電平。光控控制電路對電路起總控制作用。3聲控控制電路電路圖如圖四所示：+12V圖五MIC接收到足夠的聲強(qiáng)時(shí)，電路產(chǎn)生諧振并輸出一個(gè)微弱脈沖,從而將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信信號。MIC輸出信號是一個(gè)非常微弱的信號，為了后續(xù)電路能夠?qū)β晱?qiáng)信號進(jìn)行處理，必須加入信號放大電路。圖中所示信號放大電路是由電阻RI—R4、Tl、T2和Cl—C3構(gòu)成，電路中采用了雙三極管構(gòu)成的放大電路，這樣可以使電路的放大的倍數(shù)比單管當(dāng)打電路的倍數(shù)增加b倍，從而得到適合的信號。R2和R3為放大電路的集電極偏置電阻，C1和C2為放大電路的濾波電容。R1和R4為放大電路的反饋電阻，它們的功能是保證放大電路有一個(gè)穩(wěn)定的靜態(tài)工作點(diǎn)和穩(wěn)定的輸出電壓，C3的作用是減小電路中加入反饋電阻對放大倍數(shù)的影響。電路中的延時(shí)控制電路一般采用電平信號觸發(fā)，因此有必要對放大的交流信號進(jìn)行整流。上圖中采用了由C4、D1和D2構(gòu)成的倍壓整流電路，倍壓整流電路不但能夠完成整流的任務(wù)，同時(shí)還可以將輸出電壓增大一倍，這樣當(dāng)MIC接受到了足夠大的勝強(qiáng)后，聲強(qiáng)信號處理電路通過放大和整流就輸出了一個(gè)高電平信號V。.延時(shí)控制電路電路如圖五所示：HI"/I>n^4閥值輸入THR觸發(fā)輸入TRIG復(fù)位端輸出端Q放電管DIS任意值任意值00導(dǎo)通<(2/3)Vee<(1/3)Vee11截止>(2/3)Vee>(1/3)Vee10導(dǎo)通<(2/3)Vee>(1/3)Vee1不變不變555集成電路的功能表圖七延時(shí)控制電路的核心部分是555集成電路，555集成電路時(shí)一種非常有用的，并且應(yīng)用十分靈活的集成電路。555集成電路的引腳圖和功能表如下圖所示，集成電路共有8個(gè)引腳，引腳1為接地端，引腳8為電源端，引腳2為觸發(fā)電平端，引腳3為輸出端，引腳4為清零端，引腳5為控制電平端，引腳6為閥值輸入端，引腳7為放電端。從功能表中可以看出：555集成電路通過改變THR和TRIG端的電壓值，來影響輸出端和放電短的狀態(tài);同時(shí)它還具有儲存信號的功能，因此555集成電路的應(yīng)用十分廣泛。需注意是控制電平端CVOlt,當(dāng)它接入任意電壓VcvOlt時(shí)，THR和TRIG端的變化分界點(diǎn)就不再是（1/3）Vee和（2/3）Vee,而是（1/2）VcvOlt和VcvOlt。如圖所示，延時(shí)控制電路包括兩部分：第一部分是由三極管構(gòu)成的觸發(fā)信號產(chǎn)生電路；第二部分是由555定時(shí)器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路。首先，聲強(qiáng)信號處理電路的輸出信號接VI接三極管T1的基極。因?yàn)镸IC接收到了足夠大的聲強(qiáng)后，VI為高電平，則三極管T1飽和，使三極管T1的集電極和發(fā)射極之間的Vee約為0.3V,Vee接入555集成電路的TRIG端作為觸發(fā)電平。555集成電路構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，Vthr<(2/3)Vcc,Vtrig>(l/3)Vcc,Q=0,放電管導(dǎo)通。當(dāng)Vtrig=Vee=0.3V時(shí)，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，此時(shí)Q=L放電管截止。同時(shí)直流電源通過可變電阻R2對電容C1充電，使得Vthr的值漸漸上升,當(dāng)Vthr的值大于(2/3)Vee時(shí)，電路重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，Q=0,放電管導(dǎo)通。電路暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間，即C1的充電時(shí)間取決于可變電阻R2和電容cl的數(shù)值，其計(jì)算公式為(設(shè)可變電阻R2=1M)：t=Tw=(l.1R2*C1=1.1*1000000*50)/1000000=55S當(dāng)MIC持續(xù)接收到足夠大的聲強(qiáng)時(shí)，那麼VI一直為高電平，T1始終飽和導(dǎo)通，Vee持續(xù)為0.3V,這樣使T2始終導(dǎo)通，電容C1就可以T2進(jìn)行放電，電路將無法對電容C1進(jìn)行充電。這樣電路就一直處于暫穩(wěn)態(tài)，知道聲強(qiáng)信號消失，電路才能重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，從而可以滿足設(shè)計(jì)要求。由于照明燈通過的是大電流，直流電源一般無法提供大電流和大功率，因此照明燈需要交流供電，因此電路中開關(guān)需要采用繼電器電路。而一般555定時(shí)器的輸出無法驅(qū)動繼電器，因此需要加入放大電路。圖中三極管T3構(gòu)成電流放大電路。T3為共集電極電路，當(dāng)輸入為高電平時(shí)，三極管到通并飽和，輸出電流放大B倍，當(dāng)輸入為低電平時(shí)，三極管截止，沒有電流通過。繼電器接T3的發(fā)射極，當(dāng)電流驅(qū)動時(shí)，開關(guān)吸合，照明燈通電：當(dāng)沒有電流通過時(shí)，開關(guān)斷開，照

明燈不通電，同時(shí)在繼電器兩端并聯(lián)二極管以利保護(hù)。.總電路圖——T

id——T

id3.3設(shè)計(jì)原理分析光線強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RL的阻值變小，R9、RL導(dǎo)通，555定時(shí)器的復(fù)位端4至于低電平；光線弱時(shí)，光敏電阻RL的阻值變大，R10導(dǎo)通，555定時(shí)器的復(fù)位端4至于高電平。MIC接收到足夠的聲強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生諧振并輸出一個(gè)微弱脈沖，將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信信號，Tl、T2和C1—C3構(gòu)成，電路中采用了雙三極管構(gòu)成的放大電路，C4、D1和D2構(gòu)成的倍壓整流電路，輸出了一個(gè)高電平信號V。V作用在T3上時(shí)，T3飽和,b-c之間0.3v,使VTRIG〈和/3)Vcc,VTHR>(2/3)Vcc.使Q端輸出為1,間接使T5導(dǎo)通，線圈產(chǎn)生磁場吸合開關(guān)，讓其閉合，照明燈亮。此時(shí)DIS截止，使C5充電，當(dāng)其兩端電壓大于(2/3)Vcc時(shí)，VTRIG〉(l/3)Vcc。使555定時(shí)器的輸出端為0,及使開關(guān)斷開(放電的過程)。當(dāng)VTRIG>(l/3)Vcc,VTHR<(2/3)Vcc,555定時(shí)器的3端保持，照明燈電路不亮，達(dá)到延時(shí)的功能。通過對簡易光控延時(shí)照明燈電路的設(shè)計(jì)，使自己有很大的收獲。首先，進(jìn)一步培養(yǎng)了自己思考、分析、設(shè)計(jì)、制作和檢查電路的能力,在其中自己學(xué)會了好多的方法。其次，自己在這一段時(shí)間里掌握了好多知識，查閱了許多關(guān)于電子設(shè)計(jì)方面的參考資料。此次課程設(shè)計(jì)我學(xué)會了不同的元件來組成電路實(shí)現(xiàn)相同的功能，從中比較分析而確定最優(yōu)的設(shè)計(jì)組合。在課程設(shè)計(jì)過程中我練習(xí)用了protel軟件繪制電路圖，更加熟悉了該軟件。通過課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會了充分利用圖書館資源和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)研究，對常見的集成電路器件的功能和引腳接法有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識。這讓我明白了閱讀查找文獻(xiàn)的重要性，平時(shí)多積累知識,真正到了用的時(shí)候，做題才會得心應(yīng)手。五、參考文獻(xiàn)傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)1劉修