成績評定:傳感器技術(shù)

課程設(shè)計光控延時照明燈摘要在學(xué)校、機關(guān)、廠礦企業(yè)等單位的公共場所以及居民區(qū)的公共樓道，長明燈現(xiàn)象十分普遍，這造成了能源的極大浪費。另外，由于頻繁開關(guān)或者人為因素，墻壁開關(guān)的損壞率很高，增大了維修量、浪費了資金。同時，為了加強我們對模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的理解合鞏固，我花了一個星期的時間進行電子技術(shù)課程設(shè)計，而我設(shè)計的課題是聲光控延時照明燈的設(shè)計，我設(shè)計了一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、使用壽命長的聲光雙控白熾燈節(jié)能路燈。在本設(shè)計中介紹了聲光控路燈控制器的組成、性能，適用范圍及工作原理，給出各電路原理圖及元件參數(shù)選擇，節(jié)電效果十分明顯，同時也大大減少了維修量、節(jié)約了資金，使用效果良好。白天光照好,不管過路者發(fā)出多大聲音，都不會是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發(fā)聲響，就會自動亮為行人照明，過幾分鐘后又自動熄滅，節(jié)能節(jié)點。本電路采用了555電路組成了延時電路，能夠準確的延遲30S,同時利用了SN74LS04六非門反相器進行脈沖整形。主要用到了可控硅、光敏電阻、駐極地傳聲器等元器件。關(guān)鍵詞：光控，延時，照明燈。一、設(shè)計目的TOC\o"1-5"\h\z二、設(shè)計任務(wù)與要求11設(shè)計任務(wù)12設(shè)計要求1三、設(shè)計步驟及原理分析21設(shè)計方法23.2設(shè)計步床3.3設(shè)計原理及分析四、課程設(shè)計小結(jié)與體會10五、參考文獻10傳感器技術(shù)課程設(shè)計傳感器技術(shù)課程設(shè)計一、設(shè)計目的.學(xué)習(xí)基本理論在實踐中綜合運用的初步禁言，掌握模擬電路的設(shè)計的基本方法，設(shè)計步驟，培養(yǎng)綜合設(shè)計與實物調(diào)試能力。.學(xué)會光控延遲照明燈的設(shè)計方法和性能指標測試。.進一步了解光控延遲照明燈的組成框圖和各個單元的工作原理以及相互之間的聯(lián)系。.培養(yǎng)實踐技能，提高分析和解決問題的能力。.提高自己對文獻資料的搜索和信息處理能力。二、設(shè)計任務(wù)與要求2.1設(shè)計任務(wù)1、查閱傳感器有關(guān)方面的相關(guān)資料，了解此方面的發(fā)展狀況。2、掌握所用器件的特性。3、采用合理的設(shè)計方案。4、設(shè)計、實現(xiàn)該系統(tǒng)。5、撰寫設(shè)計報告。2設(shè)計要求.要求電路能夠通過照明開光對光線強弱的感應(yīng)控制照明燈的亮滅。.要求電路能夠?qū)崿F(xiàn)有光線時滅，無光線時燈滅，并且照明燈點亮一段時間后自動關(guān)斷?？梢约勇暱厥窃O(shè)計更完善。.更具上述要求選定設(shè)計方案，畫出系統(tǒng)框圖，寫出詳細的設(shè)計過程。.利用EDA軟件畫出一套完整的設(shè)計電路圖。

三、設(shè)計步驟及原理分析1設(shè)計方法簡易聲光控延時照明電路的總體框圖為：圖一（總體框圖）圖一（總體框圖）電路采用聲光兩級控制照明電路。照明燈開關(guān)對光線強弱的感應(yīng)控制照明燈的第一級開關(guān)，對聲強的感應(yīng)控制第二級開關(guān)。對于聲強的監(jiān)測是利用MIC的特性，即當其接收到足夠的光強時，在其中會產(chǎn)生一個為脈沖波，從而把聲信號變?yōu)殡娦盘?，通過對聲強信號的處理可得一個電平信號，為控制電路準備。延時控制功能通過555定時器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路來實現(xiàn)。光信號的感應(yīng)通過光敏三極管來實現(xiàn)，使得光控電路在光強時輸出低電位，光弱時輸出高電位。將光控電路的輸出作為555定時器的復(fù)位端輸入。將聲控輸出端作為延時電路的輸入，從而可以實現(xiàn)在光線強的情況下，即使有足夠強的聲信號,照明燈電路也不工作。而在光線弱的情況下，可以通過聲信號來控制照明。在日常生活中，節(jié)電節(jié)能。2設(shè)計步驟1,電源電路圖

圖二（電源電路圖）的原理：直接從電網(wǎng)供電，通過變壓器電路、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路將電網(wǎng)中的220V交流電轉(zhuǎn)化為+12V的直流電壓。電路中變壓器的常規(guī)鐵心變壓器，整流電路采用二極管橋式整流電路，C7、C8、C9和C10完成濾波功能，穩(wěn)壓電路采用三端穩(wěn)壓集成電路來實現(xiàn)。2.光控控制電路電路圖如圖三所示：圖三（光控控制電路）

光線強時，光敏電阻RL的阻值變小，R9、RL導(dǎo)通，555定時器的復(fù)位端4至于低電平；光線弱時，光敏電阻RL的阻值變大，R10導(dǎo)通，555定時器的復(fù)位端4至于高電平。光控控制電路對電路起總控制作用。3聲控控制電路電路圖如圖四所示：+12V圖五MIC接收到足夠的聲強時，電路產(chǎn)生諧振并輸出一個微弱脈沖,從而將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信信號。MIC輸出信號是一個非常微弱的信號，為了后續(xù)電路能夠?qū)β晱娦盘栠M行處理，必須加入信號放大電路。圖中所示信號放大電路是由電阻RI—R4、Tl、T2和Cl—C3構(gòu)成，電路中采用了雙三極管構(gòu)成的放大電路，這樣可以使電路的放大的倍數(shù)比單管當打電路的倍數(shù)增加b倍，從而得到適合的信號。R2和R3為放大電路的集電極偏置電阻，C1和C2為放大電路的濾波電容。R1和R4為放大電路的反饋電阻，它們的功能是保證放大電路有一個穩(wěn)定的靜態(tài)工作點和穩(wěn)定的輸出電壓，C3的作用是減小電路中加入反饋電阻對放大倍數(shù)的影響。電路中的延時控制電路一般采用電平信號觸發(fā)，因此有必要對放大的交流信號進行整流。上圖中采用了由C4、D1和D2構(gòu)成的倍壓整流電路，倍壓整流電路不但能夠完成整流的任務(wù)，同時還可以將輸出電壓增大一倍，這樣當MIC接受到了足夠大的勝強后，聲強信號處理電路通過放大和整流就輸出了一個高電平信號V。.延時控制電路電路如圖五所示：HI"/I>n^4閥值輸入THR觸發(fā)輸入TRIG復(fù)位端輸出端Q放電管DIS任意值任意值00導(dǎo)通<(2/3)Vee<(1/3)Vee11截止>(2/3)Vee>(1/3)Vee10導(dǎo)通<(2/3)Vee>(1/3)Vee1不變不變555集成電路的功能表圖七延時控制電路的核心部分是555集成電路，555集成電路時一種非常有用的，并且應(yīng)用十分靈活的集成電路。555集成電路的引腳圖和功能表如下圖所示，集成電路共有8個引腳，引腳1為接地端，引腳8為電源端，引腳2為觸發(fā)電平端，引腳3為輸出端，引腳4為清零端，引腳5為控制電平端，引腳6為閥值輸入端，引腳7為放電端。從功能表中可以看出：555集成電路通過改變THR和TRIG端的電壓值，來影響輸出端和放電短的狀態(tài);同時它還具有儲存信號的功能，因此555集成電路的應(yīng)用十分廣泛。需注意是控制電平端CVOlt,當它接入任意電壓VcvOlt時，THR和TRIG端的變化分界點就不再是（1/3）Vee和（2/3）Vee,而是（1/2）VcvOlt和VcvOlt。如圖所示，延時控制電路包括兩部分：第一部分是由三極管構(gòu)成的觸發(fā)信號產(chǎn)生電路；第二部分是由555定時器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路。首先，聲強信號處理電路的輸出信號接VI接三極管T1的基極。因為MIC接收到了足夠大的聲強后，VI為高電平，則三極管T1飽和，使三極管T1的集電極和發(fā)射極之間的Vee約為0.3V,Vee接入555集成電路的TRIG端作為觸發(fā)電平。555集成電路構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路處于穩(wěn)態(tài)時，Vthr<(2/3)Vcc,Vtrig>(l/3)Vcc,Q=0,放電管導(dǎo)通。當Vtrig=Vee=0.3V時，電路進入暫穩(wěn)態(tài)，此時Q=L放電管截止。同時直流電源通過可變電阻R2對電容C1充電，使得Vthr的值漸漸上升,當Vthr的值大于(2/3)Vee時，電路重新進入穩(wěn)態(tài)，Q=0,放電管導(dǎo)通。電路暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間，即C1的充電時間取決于可變電阻R2和電容cl的數(shù)值，其計算公式為(設(shè)可變電阻R2=1M)：t=Tw=(l.1R2*C1=1.1*1000000*50)/1000000=55S當MIC持續(xù)接收到足夠大的聲強時，那麼VI一直為高電平，T1始終飽和導(dǎo)通，Vee持續(xù)為0.3V,這樣使T2始終導(dǎo)通，電容C1就可以T2進行放電，電路將無法對電容C1進行充電。這樣電路就一直處于暫穩(wěn)態(tài)，知道聲強信號消失，電路才能重新進入穩(wěn)態(tài)，從而可以滿足設(shè)計要求。由于照明燈通過的是大電流，直流電源一般無法提供大電流和大功率，因此照明燈需要交流供電，因此電路中開關(guān)需要采用繼電器電路。而一般555定時器的輸出無法驅(qū)動繼電器，因此需要加入放大電路。圖中三極管T3構(gòu)成電流放大電路。T3為共集電極電路，當輸入為高電平時，三極管到通并飽和，輸出電流放大B倍，當輸入為低電平時，三極管截止，沒有電流通過。繼電器接T3的發(fā)射極，當電流驅(qū)動時，開關(guān)吸合，照明燈通電：當沒有電流通過時，開關(guān)斷開，照

明燈不通電，同時在繼電器兩端并聯(lián)二極管以利保護。.總電路圖——T

id——T

id3.3設(shè)計原理分析光線強時，光敏電阻RL的阻值變小，R9、RL導(dǎo)通，555定時器的復(fù)位端4至于低電平；光線弱時，光敏電阻RL的阻值變大，R10導(dǎo)通，555定時器的復(fù)位端4至于高電平。MIC接收到足夠的聲強時產(chǎn)生諧振并輸出一個微弱脈沖，將聲音信號轉(zhuǎn)換為電信信號，Tl、T2和C1—C3構(gòu)成，電路中采用了雙三極管構(gòu)成的放大電路，C4、D1和D2構(gòu)成的倍壓整流電路，輸出了一個高電平信號V。V作用在T3上時，T3飽和,b-c之間0.3v,使VTRIG〈和/3)Vcc,VTHR>(2/3)Vcc.使Q端輸出為1,間接使T5導(dǎo)通，線圈產(chǎn)生磁場吸合開關(guān)，讓其閉合，照明燈亮。此時DIS截止，使C5充電，當其兩端電壓大于(2/3)Vcc時，VTRIG〉(l/3)Vcc。使555定時器的輸出端為0,及使開關(guān)斷開(放電的過程)。當VTRIG>(l/3)Vcc,VTHR<(2/3)Vcc,555定時器的3端保持，照明燈電路不亮，達到延時的功能。通過對簡易光控延時照明燈電路的設(shè)計，使自己有很大的收獲。首先，進一步培養(yǎng)了自己思考、分析、設(shè)計、制作和檢查電路的能力,在其中自己學(xué)會了好多的方法。其次，自己在這一段時間里掌握了好多知識，查閱了許多關(guān)于電子設(shè)計方面的參考資料。此次課程設(shè)計我學(xué)會了不同的元件來組成電路實現(xiàn)相同的功能，從中比較分析而確定最優(yōu)的設(shè)計組合。在課程設(shè)計過程中我練習(xí)用了protel軟件繪制電路圖，更加熟悉了該軟件。通過課程設(shè)計，我學(xué)會了充分利用圖書館資源和網(wǎng)絡(luò)資源進行自主學(xué)習(xí)研究，對常見的集成電路器件的功能和引腳接法有了進一步的了解和認識。這讓我明白了閱讀查找文獻的重要性，平時多積累知識,真正到了用的時候，做題才會得心應(yīng)手。五、參考文獻傳感器技術(shù)課程設(shè)計傳感器技術(shù)課程設(shè)計1劉修