光电检测课程设计报告(共13页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上 光电检测综合课程设计报告 设计题目： 光控自动照明灯 姓 名： 刘文志 学 号： 46 班 级： 测控071班 指导老师： 朱水金 完成时间： 2010年12月4号考勤15% 制作 60% 实习报告25%总评制扳5%元器件排列5%焊接10%简易程度20%功能实现20%格式5%图表5%原理10%表述5% 指导老师签名：目录摘要本课题介绍的光控自动照明灯，电路简单，使用方便，且流过灯泡的电流为半波交流电，所以电灯处于欠压发光状态。通过光控照明电路，以达到节省能源的目的,该设计主要介绍的是关于光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄

2、灭。在较黑暗或完全没有光照的时候灯就会亮起来，这样就达到了节电和节能的目的，和延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。关键字：光电检测、光控灯。第一章 引言近年来光电检测技术在我国得到了迅速的发展，这样标志着中国也将向西方发达国家一样进入信息社会，计算机技术、通信技术和传感器技术是信息社会的三大技术支柱。20世纪60年代的激光技术和70年代的光纤技术的迅速发展更加促进了传感器技术和通信技术的快速发展。目前光导纤维和光电器件已经成为传感器技术的一个重要方面，它们已广泛应用于科研、生产和社会生活的各个方面。大学生作为现代化建设的后备力量，了解、学习和掌握光电检测技术方面的有关知

3、识是相当必要的。电子实习是电气和电子类专业重要的实践教学环节。通过电子实习，使学生初次接触生产实际，对常用电子仪器设备及工具的使用获得基本训练，初步掌握电子产品工艺基本知识和基本技能，同时通过实习使学生树立劳动观点，综合运用理论知识应用于实践为今后从事生产技术工作打下必要的基础。在电子材料中最基本的算光控照明灯，它是其他电子照明仪器的基础部分，如声光控照明灯就是把光控原理作为基础，以及其他的光电电路都会涉及到光控原理，所以充分了解光控的原理对以后的深入地学习光电检测原理是非常有意义的。在现在发达的社会，在某些场所灯已经不再满足单纯的手动开关，而是向智能和人性化方向发展，方便与节能已经是主题口号

4、，所以各种光控灯应运而生，而在光控的基础上在发展成更实用的声光控照明灯，所以研究光控的原理是非常有必要的。光控照明灯指的就是在有光的情况下灯会自动熄灭，当夜幕来临的时候灯会自动的亮起来，很适合做路灯的控制，起到了很好的节能效果。 第二章 设计任务和设计要求2.1 设计任务设计一个简易光控自动照明灯电路2.2 设计要求（1）要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应控制照明灯的亮灭。（2） 要求电路能够实现有光线时灭，无光线时亮。（3）根据上述要求选定设计方案，画出总电路图，写出详细的工作原理。（4）要求应把所有接线的接口端用黑胶布包起来，以防接口相碰导致短路。（5）元器件排列必需有规则（6）焊

5、接美观。2.3 系统方框图图2-3 系统方框图第三章 电路原理3.1 总设计原理总设计电路原理图如下图3-1，可控硅VS构成灯泡Lamp的主回路，控制回路由二极管VD和R1和R2与RG组成的分压器构成。二极管VD的作用是为控制回路提供直流电源。白天自然光线较强，光敏电阻器RG呈现低阻，它与R1和R2分压的结果使可控硅VS的门极处于低电平，可控硅VS关断，灯Lamp不亮。夜幕来临时，照射在RG上的自然光线较弱，RG呈现高电阻，故使VS的门极呈高电平，VS因获得正向触发电压而导通灯Lamp点亮。改变电阻R1和R2总的阻值，可以调整电路的起控点，使电灯在合适的光照度下开始点亮发光。 本电路另一个特点

6、是它具有软启动功能，因为夜幕降临时，自然光线是逐渐缓慢变弱，所以光敏电阻RG的阻值是逐渐增大，VS门极电平也是逐渐升高，所以可控硅由阻断态变为导通态要经历一个微导通与弱导通阶段，灯泡有一个逐渐变亮的软启动过程。当VS完全导通时，流经Lamp的电流也是半波交流电，即电灯是处于欠压工作状态。这两个因素对延长灯泡寿命极为有利，所以本电路十分适宜路灯使用，可免去频繁更换灯泡的麻烦。图3-1 电路原理设计图第四章 元器件明细表VS采用触发电流较小的小型塑封单向可控硅，如2N6565、MCR100-8型等。VD用1N4007型整流二极管。 RG可用MG45型非密封型光敏电阻器，要求亮阻与暗阻相差倍数愈大愈

7、好，电阻可用1/2W碳膜电阻；灯Lamp宜用100W以下的白炽灯泡。在第五章的图5-1是本机印制电路板图，印制电路板尺寸为145mm*95mm,除灯泡外，其余所有元件都可装焊在自制的电路板上。本电路一般情况下不用做任何调试，即可投入使用。如嫌电路起控点不合适，可以适当变更电阻R1和R2总的阻值。阻值大，起控灵敏度低，即环境自然光线要求比较暗的情况下，电灯Lamp才点燃；阻值小，起控灵敏度高，即环境光线稍暗，电灯Lamp即点亮。下面是部分元气件的介绍。4.1 整流二极管 图4-1 整流二极管 整流二极管一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常它包含一个，有阳极和阴极两个端子。其结构如图1所

8、示。P区的载流子是空穴,N区的载流子是电子，在P区和N区间形成一定的位垒。外加使P区相对N区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的电压降（典型值为0.7V）,称为正向导通状态。若加相反的电压,使位垒增加，可承受高的反向电压，流过很小的反向电流（称反向漏电流），称为反向阻断状态。整流二极管具有明显的单向导电性,整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的击穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造(掺杂较多时容易反向击穿）。这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。整流

9、二极管主要用于各种低频半波整流电路，如需达到需连使用。4.2 单向可控硅 单向可控硅是一种可控整流电子元件，能在外部控制信号作用 图4-2 单向可控硅下由关断变为导通，但一旦导通，外部信号就无法使其关断，只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比，单向可控硅正向导通受控制极电流控制；与具有两个PN结的三极管相比，差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。 单向可控硅的工作原理：可控硅导通条件：一是可控硅阳极与阴极间必须加正向电压，二是控制极也要加正向电压。以上两个条件必须同时具备，可控硅才会处于导通状态。另外，可控

10、硅一旦导通后，即使降低控制极电压或去掉控制极电压，可控硅仍然导通。 可控硅关断条件：降低或去掉加在可控硅阳极至阴极之间的正向电压，使阳极电流小于最小维持电流以下。 表4-1 元器件明细表名称型号电阻1R1 2.2M/0.25w电阻2R2 5.6M/0.25w整流二极管VD IN4007光敏电阻RG MG45单向可控硅VS 100-6灯泡H 220V插头 220v第五章 原理图PCB板设计出原理图之后，为了方便排版和焊接，需对电路原理图做出应刷电路板，如下图5-1所示为PCB图，作好图后就可以按照PCB图进行排列电子元器件，和确定焊接槽。图5-1 电路图的PCB图第六章 课程设计总结在本次光电检

11、测系统综合设计中，我们的课题是“光控自动照明灯”。这是一种光照控制照明灯，它可以用于街道，走廊等场合。白天光线较强，在光敏电阻检测下，灯泡不亮；夜晚光照强度较暗，经光敏电阻调节灯泡自动发亮为行人照明。本次的光控自动照明灯的设计将我们所学知识应用于实践，深化了对数字电路设计、和模拟电子设计的认识，使我们在设计的实践中获得新知。通过一年的理论知识的学习和课设的实践操作，是我对理论知识有了更深的了解，同时对本专业的应用领域有了更全面的认知。在老师耐心指导和同学的帮助下，让我学会了分析电路、设计电路的步骤以及计算机辅助作图等。在此设计中利用到了三极管的放大 、光敏效应， 让我们进一步巩固和掌握前面所学

12、的基础知识，加深对了对模拟电路、数字电路的理解，对元器件的使用更加清楚。设计一开始无从下手，经过到处查阅资料还有老师的帮助下，终于顺利展开并得以圆满完成。我自知这次的设计多有不足，辛苦付出效果也不是很好，很多东西平时学得也不透彻，每一次的课程设计都从每一个细节都在锻炼着我们，从中收获良多，能把知识真正转化为自己的。这次课程设计我们整个小组都很认真。中间有很多困难，通过自身努力和老师的帮助，顺利解决了，而且我们学到敢于面对和解决问题的精神，所以我要感谢老师在课程设计上给予我们的指导、支持和帮助，这是我们能顺利完成这次课设的主要原因，尤其是老师对于技术上的指导，让我们能把系统做得更加完善。在此期间，我学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。我也要感谢帮助过我的同学们，他们也为我解决了不少设计上的难题。同时也感谢学院为我提供良好的做课程设计的环境。本次课程设计中，我们负责采购的同学为元器件的采购付出了很多时间和精力，所以在此我要向他们表示最真诚的感谢。他们在老师统筹安排下，与人方便，我表示衷心感谢。参考文献1廖常初，电路基础及应用