台灯自动开关盒.doc

台灯自动开关盒系 、 部： 学生姓名： 指导教师： 专 业： 班 级： 完成时间： 目录1 设计要求设计指标3设计要求3摘要32 方案设计4 方案比较.3框图设计4框图说明43 设计原理图及主要元器件的介绍5 设计总电路图5 电路图分析5电源部分5感应部分6 控制部分6 工作原理.64 仿真测试及电路调试7 仿真调试.7 电路的调试9 出现的问题和解决方法9 调试的收获95 实际电路展示106 元件清单.117 心得体会.11参考文献12设计要求 设计并制作一个“台灯自动开关盒”。1、设计并制作一个台灯自动开关盒，以实现“人来灯亮，人走灯灭，光照灯灭”等节电功能。台灯盒有交流电源输入线和交流电源输出插座，输出可接额定电压220V，功耗不大于60W的台灯。2、它具有两个传感器，即： （1）光敏传传感器。将其安装在开关盒适当的地方，作为检测光照； （2）对人体敏感的传感器，感应人体接近；3、自动开关盒做好后，将台灯的电源插头插入开关盒的电源输出插座，便可实现如下功能： （1）在晚上，当没有足够的光源照到光敏元件上时，若有人靠近台灯，它便自动发光，人离开台灯后，能自动断开电源； （2）在白天有足够强的光线照射到光敏元件上时，无论人靠近台灯，它都不会亮；4、除220V交流电源外，不允许接其它电源。摘 要 电路通过使用模拟电子元件和数字电子元件构成一个台灯自动开关盒的设计。采用电红外传感专用控制模块制作而成的红外感应自动灯，真正做到有人灯亮，人走灯灭。同时，装置还设置了光控电路，白天电路自动封闭，无论有人否，电灯都不会亮。关键字 ：模拟电子元件；数字电子元件；台灯自动开关盒；红外感应；光控电路 方案比较 对于人体感应这一块，现在可以选择的比较实际的就是微波感应跟红外感应了，虽然微波感应在运用中是比较稳定的，但是红外感应的相对来说是比较经济一点，而且效果也没差太多的，所以作为我们这种实验性的项目来说，红外感应的更加合适一点(实际操作的时候由于红外模块比较难做，直接购买也起不到什么实质性的作用，因此，在实际操作的时候采用简易的声控开关来代替，当然在效果上来看是没有红外感应的好的)。 方案设计控制单元整体电路框图台 灯人体感应器人移动信号光敏感应器光信号 将220V电压经过降压，而后稳压，再通过人体感应器、光敏感应器和控制单元，从而实现台灯自动控制。主要是通过传感器跟555定时器来控制电路中电流电压的大小，从而控制灯的亮与暗。框图说明图中有三个主要部分：（1）光敏感应器，其作用就是将感觉到的光信号的强弱转化为电阻的大小，并实时告诉控制元件；（2）红外感应器，其作用是感觉近距离内有没有人靠近，并实时告诉控制元件；（3）控制元件，其作用是根据台灯周围的光线和是否有人靠近来控制灯的亮与灭。这个台灯控制盒主要就是依靠这三个主要的组成部分来对台灯进行控制的，让台灯能够比较智能的运作，使得台灯能够比较节能，在需要的时候适时的开启。设计图纸：1、电源部分电网供电电压交流220V，频率50HZ。首先由变压器变压将220V电压降到10V左右电压。然后将降压后的交流电通过桥式整流电路变化为单相直流电。（桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全波整流电路相比，其明显的优点是输出电压较高，纹波电压较小，整流二极管所承受的最大反向电压较低，并且因为电源变压器在正负半周内都有电流流过，所以变压器绕组中流过的是交流，变压器的利用率高。在同样输出直流功率的条件下，桥式整流电路可以使用小的变压器，因此，这种电路在整流电路中得到广泛应用。）再有电感对脉动较大的直流电源进行整流。最后由三端集成稳压器MC7805CT，公共端接地。组成稳压电路，保证输出为5V左右稳定的直流电源供给负载电路运行。2、感应部分（1）红外感应器红外感应器LHI907，它利用红外技术，当有人靠近时，里面电荷发生变化，输出信号。（这个模块只存在于设计阶段，在实际操作的时候用简易声控开关代替，原理是在有一定的声音出现的时候开关内产生电流电压变化然后对电路进行控制）。（2）光敏传感器 光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其电阻值迅速减小。3、控制部分 由555定时器，三极管T1、T2，电阻R2、R3、R4、R5、R6，电容C1，共同组成。555的1、2、3、4、6、8端分别为接地端、低电平触发，输出复位端、高电平触发端、电源端。为了防止光线在一定的范围内发生微小的变化而使得台灯时阴时暗，在555的2端（低电平触发端）接一个三极管T2，以锁定台灯的工作状态。工作原理： 1、当处于白天时，光敏电阻值很小，此时2，6端分压大于2/3Vcc, 根据555 定时器的工作原理，此时555定时器的输出端输出为低电平，此时灯不会亮，Q3 三极管此时处于放大状态，从而实现了在白天无论人是否靠近，灯都不亮的效果。 2、当处于黑夜时,光敏电阻比较大，此时2,6 端分压小于1/3Vcc,在这种情况下，若人靠近,传感器输出低电平，从而三极管截止，导致555定时器的4端处于高电平1,此时555定时器正常工作，那么555定时器输出为高电平，从而实现了灯亮；若人远离时，传感器输出为高电平，此时三极管导通，4（输出复位端）被强制为低电平0，从而强制555定时器输出3为低电平，从而实现了黑夜时人远离时等不亮的情况。仿真效果图：白天：左边按钮是模拟人靠近跟远离的，白天的时候开关sw2处于r6位置很小，555定时器输出低电平，无论左边按钮开还是关LED灯不亮黑夜：黑夜的时候开关sw2处于r7位置很小，555定时器输出高电平，人靠近是左边开关打开LED灯亮。电路调试：可能出现的问题及处理方式：由于光敏电阻容易受光的影响，调试时注意周围的光源。由于线路比较乱，可能有漏接，对照电路图慢慢检查。由于焊点接触不良造成的电路不通，用万用表检查。收获： 电路的焊接往往是比较繁琐的，因此我们常常会因此产生一些失误，其实很多失误是在操作中可以避免的，细心往往是必须具备的素质。一时的疏忽会造成后期调试中的更大的麻烦，所以在焊接的时候要加倍小心。还有仿真模拟出来的东西有时候并不是绝对正确的，实践中会经常发现问题，这时候不要急着去否定自己的东西，慢慢的测试，找出问题所在然后加以解决才是我们应该做的，有什么不懂的地方及时的问会的同学或者指导老师往往是很有效的，敢于发现问题才有机会解决问题，这样才能有所成长。实际电路：实际电路如上所示，原先设计该电路中感应人是否靠近的传感器用红外模块实现，由于红外模块在实际制作中比较难做，因此用简易声控传感器代替，不过实际效果相对比较差，感应效果比较一般。该电路实用电气元件不是很多，电路也相对比较简单，但是焊接还是比较繁琐的，很容易就出问题，细心就显得非常重要了，这次课程设计我们还是学到很多东西的吗，对以后也是很有帮助的。元件清单：元器件名称型号数目红外感应器（实际操作中用开关代替）LHI9071三端稳压器L78091光敏电阻1555定时器NE555P1LED灯三极管9013（NPN）2个9012（PNP）整流桥RS1021电容0.1uF2电阻10k4300k1发光二极管1实训心得与体会： 就是这两周的课程设计，我们废了很大的功夫查了许多的资料，不过过程虽然很辛苦但我们学到了很多知识，我们的视野得到了很好的拓展。不仅加强了关于模电，数电的知识，同时也发现了自身很多问题，我们的相关知识还是很有限，对专业课的一些细节还不够深入理解，基础知识不够扎实。在实际设计操作的过程中遇到了很多问题，上网查了许多参考解决了很多难题，虽然有些模块自己无法做出来但是我们用开关替代了，最后也可以仿真出相应的结果。实际作品的制作也是耗费我们相当大心血的，但是能看到自己做的东西能实现它该有的功能的时候我们也是非常开心的。尽管才短短的两个星期时间，但是我学到很多东西，对我以后的学习，生活都有非常大的帮助！这门课程设计让我懂得了仅仅学习知识，掌握知识是远远不够的，还要懂得如何把所学到的东西进行运用而且要运用好.我们将通过后期学习和拓展更多的知识