声光控路灯论文.doc

河南科技学院新科学院电子课程设计报告题目：路灯控制器专业班级：电气工程及其自动化117姓名： 张森鹏 学号： 2011190724 时 间： 1314周 指导教师： 杜留峰 王玉萍 徐涛 完成日期：2013年06月04 日路灯控制器设计任务书1设计目的与要求设计一个路灯控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能： （1）具有光控功能，白天光线较亮、即使有声音时路灯也不亮，光线较暗、有声音时路灯点亮； （2）具有声控功能，晚上光线较暗、有声音时路灯点亮，声音消失后延时照明一段时间后自动熄灭； （3）采用高亮度LED作为照明光源。2设计内容（1）画出电路原理图；（2）元器件及参数选择；（3）电路仿真；（4）SCH文件生成与打印输出； （5）PCB文件生成与打印输出。3编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。4答辩 在规定时间内，完成叙述并回答问题。目 录1引言12 总体设计方案12.1 设计思路12.2 总体设计框图23 设计原理分析23.1电路原理23.1.1 双设计图23.1.2 注意事项33.2 电路调试34 总结与体会4参考文献4附录5附录15附录26附录37路灯制器设计摘 要：路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。白天的时候，在光控电路（无论有无声音）作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED灯不亮。晚上没有声音的时候，在声控电路作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED仍旧不亮；当有声响的时候，电路的开关元件闭合，灯LED形成通路，LED亮，由于延时电路的存在，LED持续亮一段时间后熄灭，持续亮的时间长短由RC积分电路控制。关键词：声控电路、光控电路、RC积分电路 1 引言公共场所和居民住区的公共楼道普遍使用机械手动开关，由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明显的现象，故使灯泡寿命短，浪费电量，为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损失率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损失率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖，安全节电、结构简单、用在公共场所和居民居住区的公共楼道自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便又省电。同时在本文中又增加了一种功能即用声音信号来控制灯的开断，这样使开关变的更加方便有效科技的进步，人们的生活质量越来越好，体力劳作越来越少这都是自动化给人们的解放，相信在不久的将来，大量的自动化技术会越来越多地出现在我们的生活中，出现在我们的身边。灯具是我们日常生活中必不可少的照明工具，二十一世纪的今天，节能是一种美德，是一种潮流，我们在运用灯具时，做为使用者，既想节能，又不想给自己带来频繁操作的麻烦。路灯控制器能满足使用者的要求，它在白天的时候（或者说是光线亮的时候）灯具不会亮；在晚上，当没有声音的时候，灯具也是不会亮的，当有声音的时候，灯具便会亮，延迟一段时间后，灯具自动熄灭，使人们避免了开关灯具的动作。路灯控制器，可以广泛地应用在走廊、卫生间、楼道、及道路两旁的路灯上等处，这样既方便了自身，又节约了电能。2 总体设计方案2.1 设计思路电路中装有延时电路，具有防止偶然间的闪电或手电筒、汽车、及其它光照射光电头，落叶飞低短暂遮挡光电源件的误开误关的抗干扰能力。路灯自动开关由光电转换装置即光电头及集成块、电子元件、执行继电器、交流接触器构成。白天光照较强，光敏元件电流增大，使集成电路的继电器释放，路灯不亮，到傍晚天黑到一一程度时，由于光照减弱，光敏元件产生的电压低，继电器吸合路灯亮直到次日晨，光照加强集成触发器自动再次动作，路灯灭。LED灯与可做为开关的元件串联，声控电路和光控电路来控制开关的闭合和断开。当既满足声控电路的条件，又满足光控电路的条件时，开关元件闭合，形成导电回路，灯LED亮，延时电路会在没有下一个触发信号到来时使灯LED持续亮一段时间，持续时间的长短由电容C的充放电时间常数决定。当只满足光控电路的条件或者只满足声控电路的条件时，开关元件处于断开状态，LED没有形成回路，故LED不亮。声控信号和光控信号由四个与非门进行处理，处理后的电平对开关元件进行控制。2.2 设计框图图1 总体设计框图3 设计原理分析3.1电路原理3.1.1双设计图图2 声光控路灯控制器在本图中R5模拟光敏电阻，开关和信号源模拟声控开关，X2模拟LED光源R4.C2组成延时电路，R2,U1A,U1B,U1C U1D组成逻辑控制；X2，V2，K1组成执行电路（除此为控制电路）。白天光敏电阻很小U1C则输出输出低电平，执行电路不工作，当晚上光敏电阻阻值增大，7势能点电势下降，只有有声信号输入时，执行电路工作，即，K1闭合，当人走后声音信号变弱，（开关断开）由于延时电路，K1继续闭合一段时间（T=RC）;可通过调节R4调节延迟时间。图3 声光控路灯控制器在本图中R5模拟光敏电阻，开关和信号源模拟声控开关，X2模拟LED光源R4.C2组成延时电路，R2,U1A,U1B,U1C U1D组成逻辑控制；X2，V2组成执行电路（除此为控制电路）；原理与图甲基本相同，仅在电路执行（灯亮时），D5把控制电路被短路，使得R2端电压逐渐为零（没有信号），又因信号源为交流，虽然经过整流电路，但每周期总要电压回零，在回零时刻，如果R2无信号，则可控硅停止工作，所以延时电路当开关不断闭合断开（声音信号）时，即实现了控制。3.1.2注意事项电容c3不宜过大，以免延时时间加长，R1不宜过小，消耗大且不易稳压管正常工作。3.2电路调试图4 CR控制电路通过调节延时电路中R4的大小，改变结点5电压保持时间，即有;T=RC调节R大小时要注意，不能太大，目的使人走出照明区关闭。图5 芯片控制电路74LS02芯片是由4个2输入与或门组成，当或非门两端同时输入低电平时，输出端才能输出高电平，如图5，按照图中的连接方法，在节点7和节点9输入低电平在经过74LS02芯片的4个或非门后，在U2C输出端输出为高电平。在调试过程中，应注意连接方法和线路的接触，不然会出现接触不良或连接错误，从而不会让电路正常工作，在仿真时用测量探针来观测整个电路的电压变化。尤其是74芯片管脚连接处。4 总结与体会通过近两周的课程设计，我觉得自己确实学到了很多东西，以前学习模拟和数字电子技术的时候，觉的这些离我还很远，也不会过多的接触，没什么实用性，而现在发现这些思想是错误的。例如我们实习的时候做的抢答器，路灯控制器，彩虹灯控制器等，都离不开模拟电路和数字电路这两门基础课程，这两门课程完全可以使暗淡的世界变的多姿多彩，使我们的生活变的有声有色。这次是我第一次自己制作课程设计，在电路的原理选取、分析、参数计算过程中出现了一些问题，由于器件参数的选取不对，不能使三极管和晶闸管不能处于正常的工作状态，这是对学过的知识不熟悉的反应。通过这次课程设计，我学会了许多专业知识，遇到困难时，我积极的去查看教材，去图书馆查找资料，上网收索相关信息，直到把原理弄明白，大大增强了我的自学能力和独立能力，更重要的是，使我开阔了视野，活跃了思想。在这次课程设计过程中，我从对自己没自信变的敢于面对错误，这些都是在设计过程中同学的帮助下，使我找到了自信，同时，也促进了我们之间的友谊，牢固了同学之间的友情。在克服重重困难之后，我们的实习画上了圆满的句号，充分体现了拼搏精神和团队精神，使我终身难忘。上面这段话是我从别的论文中参考的，但我他深刻表达了我们广大实习师生的心声，我们一定会以这次实习为磨刀石，扬眉剑出鞘，披荆斩棘，争取在以后的学习实践中，更加沉稳，以，有实力，有能力，有耐力，有组织力的学生，为学校，为社会做出自己应有的贡献。参考文献1康华光电子技术基础(模拟部分)(第五版)M北京：高等教育出版社,2006.12康华光电子技术基础(数字部分)(第五版)M北京：高等教育出版社,2006.13 实用电子电路设计制作300例M 北京:中国电力出版社,2005.14付家才电子工程实践技术M北京：化学工业出版社，2003.95 张晓东吴友仓. 电工实用电子制作 M北京：国防工业出版社，2005.16王文槿张绪光.电工技术M.北京：高等教育出版社，2