照明电路实习

1、目 录引言1.设计目的1.1改善工境，提高工作效率作环1.2可观的节能效果2. 设计要求及主要内容2.1设计流程图2.2设计要求与步骤3.总原理图及单元电路设计3.1整体电路3.2 单元设计电路4.原件清单5.安装调试与分析6.结论与心得参考文献附录 摘要: 随着人民生活水平的提高和光源的发展，人们对照明的要求越来越高，要求利用灯光营造和谐的气氛、舒适的环境，创造一种动态的效果，以及操作上的简便，这样人们对照明的要求越来越高，传统的建筑照明受到了时代的强烈冲击。从节能的角度出发，针对学校照明用电浪费严重的问题，利用数模技术，开发教室照明节能的自动控制系统，实践教室无人，灯灭；教室有人，灯自动开

2、启，达到节能的目的。关键字：照明、节能数模技术、自动控制系统Abstract: With the improvement of people's living standard and the development of the light source, people on the lighting and taller to the requirement of requirements, use lamplight create harmonious atmosphere, comfortable environment and create a dynamic, and th

3、e effect of the operation is simple, so people to lighting and taller to the requirement of the traditional building lighting, by the time of the strong impact .From the point of energy saving, true to the school for illumination waste serious problem, the use of mathematical model technology, the d

4、evelopment of teachers' illumination energy conservation automatic control system, the practice of the classroom, the lamp; no one The classroom, lamp, automatic open, someone to achieve the goal of energy saving.Key words： Lighting, energy saving mathematical model technology, automatic control

5、 system1.设计目的1.1改善工境，提高工作效率作环统照明系统配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动，这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳，降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率(4070kHz)不仅克服了频闪，而且消除了起辉时的亮度不稳定，在为人们提供健康、舒适环境的同时，也提高了工作效率。1.2可观的节能效果智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术、利用数模技术，开发教室照明节能的自动控制系统，实践教室无人，灯灭；教室有人，灯自动开启，达到节能的目的。2.设计要求及主要内容2.1设计流程图2.2方案内容及论证光电控装置采用光电探测器对照明系统进行控制

6、。光电控制器的选择要注意光线的影响因数，如日照、天气情况，一般采用过光敏电阻。光敏电阻一般在房屋的四周合理布置，尤其是对室内光线影响较大的地方，要求输出状态相对稳定，工作点漂移值小。由于采样装置对光线的反映具有一定的延迟性，当光源变化时光控输出出现不稳定性，因此应设计电压稳定、信号输出延迟电路。延迟电路采用积分电路实现，延迟翻转时问大于输入信号抖动时间，为保证第一次干扰后，延迟电路没有及时放电出现新的干扰，在第一次触发电路翻转后对翻转值进行嵌位，嵌位电平与延迟电路输出信号比较，当嵌位模块的输入电平低于规定值时，反馈比较电路触发电路翻转，输出控制信号控制电源。3.总原理图及单元电路设计3.1整体

7、电路原理图：PCB图：3.2 单元设计电路热释电传感器PIRPIR是一种传感器，又称“人体传感器/人体热式传感器”,其由敏感单元、阻抗变换器和滤光窗等三大部分组成。1）敏感单元 热释电材料是具有自发极化特性的晶体材料。而自发极化是指由于物质本身的结构在某个方向上正负电荷中心不重合而固有的极化。一般情况下，晶体自发极化所产生的表面束缚电荷被吸附在晶体表面上的自由电荷所屏蔽，当温度变化时，自发极化发生改变，从而释放出表面吸附的部分电荷。热释电材料是一种压电材料，是不具有中心对称性的晶体。这些材料再做成很薄的薄片，每一片薄片相对的两面各引出一根电极，在电极两端则形成一个等效的小电容。因为这两个小电容

8、是做在同一硅晶片上的，而它们形成的等效小电容能自身产生极化，极化的结果是，在电容的两端产生极性相反的正、负电荷。但这两个电容的极性是相反串联的.当传感器没有检测到人体辐射出的红外线信号时，即使环境温度发生变化，在电容的两端产生极性相反、电量相等的正、负电荷，而这两个电容的极性是相反串联的，所以，正、负电荷相互抵消，回路中无电流，传感器无输出。当人体静止在传感器的检测区域内时，照射到P1、P2上的红外线光能能量相等，且达到平衡，极性相反、能量相等的光电流在回路中相互抵消,传感器仍然没有信号输出当人体移动导致敏感单元上温度变化时，晶体结构中的正负电荷重心相对移位，自发极化发生变化，晶体表面就会产生

9、电荷耗尽。当人体进入检测区时，因人体温度与环境温度有差别，产生T则有信号输出；若人体进入检测区后不动，则温度没有变化，传感器也没有输出，所以这种传感器能检测人体或者动物的活动。 2）场效应管及高阻值电阻Rg敏感元的阻值可达，因此需用场效应管进行阻抗变换才能应用。场效应管常用2SK303V3，2SK94X3等型号，用来构成源极跟随器。高阻值电阻Rg的作用是释放栅极电荷使场效应管安全正常工作。 3）滤光窗 它是由一块薄玻璃片镀上多层滤光层薄膜而成的，如图5所示，滤光窗能有效地滤除7.014um波长以外的红外线。物体发射出的红外线辐射能，最强波长和温度的关系满足m*T=2989（um*k）（其中m为

10、最大波长，T为绝对温度）。人体的正常体温为3637.5 ，即309310.5K，其辐射的最强的红外线的波长为m=2989/（309310.5）=9.67 9.64um，中心波长为9.65um。因此，人体辐射的最强的红外线的波长正好落在滤光窗的响应波长（714um）的中心。所以，滤光窗能有效地让人体辐射的红外线通过，而最大限度地阻止阳光、灯光等可见光中的红外线的通过，以免引起干扰。下图为红外滤光片的穿透曲线。图5菲涅尔透镜菲涅尔镜片采用电镀模具工艺和PE（聚乙烯）材料压制而成。菲涅尔透镜作用有两个：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射（反射）在PIR上，第二个作用是将探测区域内分为若干个明区和暗区

11、，使进入探测区域的移动物体能以温度变化的形式在PIR上产生变化热释红外信号。 菲涅尔透镜的主要作用就是将探测空间的红外线有效地集中到传感器上。通过分布在镜片上的同心圆的窄带（视窗）用来实现红外线的聚集，相当于凸透镜的作用。  3.2.3集成四运放LM324LM324系列器件为价格便宜的带有真差动输入的四运算放大器,其引脚图。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。每一组运算放大器可用

12、图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的特点： 1.短路保护输出。2.真差动输入级。3.可单电源工作：3V-32V。4.低偏置电流：最大100nA。5.每封装含四个运算放大器。6.具有内部补偿的功能。7.共模范围扩展到负电源。8.行业标准的引脚排列。9.输入端具有静电保护功能。图63.2.4三极管9013 9013是一种NPN型硅小功率的三

13、极管它是非常常见的晶体三极管，在收音机以及各种放大电路中经常看到它，应用范围很广,它是NPN型小功率三极管，也可用作开关三极管，其引脚图排列见图7。图7参数： 结构 NPN 集电极-发射极电压 25V 集电极-基极电压 45V 发射极-基极电压0.7V 集电极电流Ic Max 0.5A 耗散功率 0.625W 工作温度 -55 +150 特征频率 150MHz 放大倍数 D64-91 E78-122 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300 主要用途 放大电路4、元器件清单名称序号规格数量色环电阻R1 R3 R847K3色环电阻R2 R510K2色环电阻R6R151

14、00K5色环电阻R4 R91M2色环电阻R11200K1色环电阻R13180K1色环电阻R1656K1色环电阻R171K1瓷片电容C1 C4 C5 C8 C91035涤纶电容C131041电解电容C2 C11 C12220uF2电解电容C3 C747uF2电解电容C610uF1电解电容C10100uF1开关二极管D11N41481发光二极管D2LED1三极管Q1 Q2 90132热释电传感器PIR200B1传感器屏蔽罩1集成四运放LM3241集成电路座14脚1印刷电路板1片5.安装调试与分析在调试过程中，不必加菲涅尔透镜，直接检测人体运动。将手臂在传感器前移动，观察两只发光二极管点亮与熄灭的对

15、应情况，分析检测电路及工作状态。我们接通5V电源后，首先，我们遇到电路没有一点反应的现象，这时，我们先检查了线路是否有连接好，是否出现了虚焊等等，主要通过人眼直接观察和电压表测电源正极到各点的电压来判断。但灯仍然不亮，我们用万用表逐一测试9、10号引脚的输出电压,我们按照原理图分析电路证明正确，则前面两级放大没有出错。接着我们测试逐一测试各点线路发现均没有问题。若在相应的焊接处动一下，则对应灯亮。经分析得由于焊接不理想，焊点虚焊，导致接触不正常，时不时会出现问题，导致LED灯不亮的问题。我们重新进行虚焊加工，最终，我们得到实验现象：教室无人，灯灭；教室有人，灯自动开启。6.结论与心得经过两星期

16、的实习，我们组的成员通过不懈努力，成功地设计出了教室照明节能控制系统。回首这两周，我们复习了电力电子的知识，更深入的了解了各元件的使用方法和功能。体会了设计电路的方法和流程，排除各种故障。最终使电路工作正常，达到各种设计要求。虽然已经涉及protel2004dxp软件，但仍遇到了很多困难，我们在今后学习过程要更加熟练掌握该软件。在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识，使我们将课堂上的理论知识有了进步的了解，并增强了对电子技术课程的兴趣，更多了解电子元件工作原理。在此次设计过程中由于我们频繁的使用一电子软件如protel和一些仿真软件proteus等，因此使我进一步熟悉了软件的使用，同时在电脑的电子设计和绘图操作上有了进一步提高。我学会了做事要细心认真，因为任何一步出错的话，都会导致后面的环节发生错误。我意识到了实习的专业的严谨精神，还有永不言弃的精神。当遇到困难，绕过去并不能解决实质的问题。在设计过程中遇到了一些问题，