光敏電阻控制臺(tái)燈的設(shè)計(jì)報(bào)告

電子工程設(shè)計(jì)（1） 設(shè)計(jì)報(bào)告、研究的目的及其意義：近來(lái)學(xué)生近視問(wèn)題加重，大多數(shù)學(xué)生不得已戴上近視鏡，這種現(xiàn)象與現(xiàn)在學(xué)業(yè)加重和光線輻射有關(guān)，該課題就是利用新型臺(tái)燈，避免光線輻射造成學(xué)生近視加重。這有利于減少學(xué)生近視數(shù)量，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。、研究的原理與步驟：光照控制自動(dòng)調(diào)光臺(tái)燈工作原理及設(shè)計(jì)工作原理：該燈電路見(jiàn)圖1。當(dāng)開關(guān)S撥向位置2時(shí)，它是一個(gè)普通調(diào)光臺(tái)燈。RP、C和氖泡N組成張弛振蕩器，用來(lái)產(chǎn)生脈沖觸發(fā)可控硅VS。一般氖泡輝光導(dǎo)通電壓為60-80V,當(dāng)C充電到輝光電壓時(shí)，N輝光導(dǎo)通，VS被觸發(fā)導(dǎo)通。調(diào)節(jié)RP能改變C充電速率，從而能改變VS導(dǎo)通角，達(dá)到調(diào)光的目的°R2、R3構(gòu)成分壓器通過(guò)VD5也向C充電,改變R2、R3分壓也能改變VS導(dǎo)通角，使燈的亮度發(fā)生變化。當(dāng)S撥向位置1時(shí)，光敏電阻RG取代R3,當(dāng)周圍光線較弱時(shí)，RG呈現(xiàn)高電阻，VD5右端電位升高，電容C充電速率加快，振蕩頻率變高，VS導(dǎo)通角增大，電燈兩端電壓升高、高度增大。當(dāng)周圍光線增強(qiáng)時(shí)，RG電阻變小，與上述相反，電燈兩端電壓變低，高度減小。

光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻如圖所示。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。構(gòu)成光敏電阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子一空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子一空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過(guò)光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。電源光敏電阻匚作原理圖電源光敏電阻匚作原理圖光敏電阻的靈敏度易受濕度的影響，因此要將導(dǎo)光電導(dǎo)體嚴(yán)密封裝在玻璃殼體中。如果把光敏電阻連接到外電路中,在外加電壓的作用下，用光照射就能改變電路中電流的大小，其連線電路如圖所示。光敏電阻具有很高的靈敏度，很好的光譜特性，光譜響應(yīng)可從紫外區(qū)到紅外區(qū)范圍內(nèi)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定、價(jià)格便宜，因此應(yīng)用比較廣泛。單向可控硅：簡(jiǎn)介：?jiǎn)蜗蚩煽毓枋且环N可控整流電子元件，能在外部控制信號(hào)作用下由關(guān)斷變?yōu)閷?dǎo)通，但一旦導(dǎo)通，外部信號(hào)就無(wú)法使其關(guān)斷，只能靠去除負(fù)載或降低其兩端電壓使其關(guān)斷。單向可控硅是由三個(gè)PN結(jié)PNPN組成的四層三端半導(dǎo)體器件與具有一個(gè)PN結(jié)的二極管相比，單向可控硅正向?qū)ㄊ芸刂茦O電流控制；與具有兩個(gè)PN結(jié)的三極管相比，差別在于可控硅對(duì)控制極電流沒(méi)有放大作用。工作原理及圖像：可控硅導(dǎo)通條件：一是可控硅陽(yáng)極與陰極間必須加正向電壓，二是控制極也要加正向電壓。以上兩個(gè)條件必須同時(shí)具備，可控硅才會(huì)處于導(dǎo)通狀態(tài)。另外，可控硅一旦導(dǎo)通后，即使降低控制極電壓或去掉控制極電壓，可控硅仍然導(dǎo)通。可控硅關(guān)斷條件：降低或去掉加在可控硅陽(yáng)極至陰極之間的正向電壓，使陽(yáng)極電流小于最小維持電流以下。整流二極管簡(jiǎn)介：1N4007是封裝形式為D0-15的塑料封裝型通用硅材料整流二極管。廣泛應(yīng)用于各種交流變直流的整流電路中。作用：利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電。主要參數(shù)：二極管類型:StandardRecovery電壓,Vrrm:1000V電流，f平均:1A正向電壓Vf最大:1.1V電流，Ifs最大:30A封裝形式:DO-41針腳數(shù)：2器件標(biāo)記:1N4007封裝類型:DO-41總功率，Ptot:2.5W正向電壓，于If:1.1V電流，lfsm:30A結(jié)溫,Tj最高:1759單刀雙擲開關(guān)簡(jiǎn)介：?jiǎn)蔚峨p擲開關(guān)由動(dòng)端和不動(dòng)端組成，動(dòng)端就是所謂的'刀”，它應(yīng)該連接電源的進(jìn)線，也就是來(lái)電的一端，一般也是與開關(guān)的手柄相連的一端；另外的兩端就是電源輸出的兩端，也就是所謂的不動(dòng)端，它們是與用電設(shè)備相連的。它的作用，一是可以控制電源向兩個(gè)不同的方向輸出，也就是說(shuō)可以用來(lái)控制兩臺(tái)設(shè)備，或者也可以控制同一臺(tái)設(shè)備作轉(zhuǎn)換運(yùn)轉(zhuǎn)方向使用。原理圖:五、新式臺(tái)燈的調(diào)試：調(diào)試時(shí)，將RP調(diào)到阻值為零位置,S置于位置2,用萬(wàn)用表測(cè)電燈兩端交流電應(yīng)在200V以上，如低于200V可略減小R1或增大R3阻值，使之達(dá)到要求。光敏電阻RG應(yīng)安裝在臺(tái)燈底座側(cè)面臺(tái)燈光線不能直接照射的地方,用來(lái)感受周圍環(huán)境照度。調(diào)光臺(tái)燈的燈泡宜用40W的白熾燈。調(diào)整好的電路即可投入使用；S撥向2為普通調(diào)光臺(tái)燈，調(diào)RP可選擇適當(dāng)?shù)母呙芏?；S撥向1為自動(dòng)臺(tái)燈，先調(diào)RP選擇好適當(dāng)亮度，如環(huán)境照度變暗時(shí)，臺(tái)燈亮度會(huì)逐漸變亮，增大照度