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文档简介
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
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