樓道照明燈自動(dòng)控制電路畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄內(nèi)容摘要(2)關(guān)鍵詞(2)引言(2)一、設(shè)計(jì)電路時(shí)用到的相關(guān)電子元器件及基礎(chǔ)知識 (2)（一）光敏電阻的結(jié)構(gòu)和工作原理 (2)（二）新型熱釋電紅外探測模塊（HN911L）(4)（三）555單穩(wěn)態(tài)電路類型用途 (5)（四）W7812集成穩(wěn)壓器 (5)（五）光電耦合器 (6)二、樓道照明燈自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)原理圖 (7)（一）電源電路 (9)（二）光控電路和延時(shí)控制電路 (9) （三）熱釋電紅外感應(yīng)電路請預(yù)覽后下載！(10)（四）電話控制電路 （11)三、元器件的選擇 (11)結(jié)語(12) 參考文獻(xiàn) (13)道照明燈自動(dòng)控制電路【內(nèi)容摘要】本論文主要介紹樓道照明燈自動(dòng)控制電路，它利用光敏傳感器和熱式電紅外傳感器等器件對樓道、住宅小區(qū)等處照明燈具進(jìn)行自動(dòng)控制，使電燈白天不亮（光控），夜間有人來的時(shí)候自動(dòng)點(diǎn)亮，人走后延時(shí)一段時(shí)間自動(dòng)熄滅，從而達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)還加上一個(gè)電話控制系統(tǒng)以保證電路在異常情況下可以遠(yuǎn)程控制。 【關(guān)鍵詞】光敏電阻 HN911L 延時(shí) 電話控制引言 傳感技術(shù)同計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)一起被稱為信息技術(shù)的三大支柱。如果把計(jì)算機(jī)看成處理和識別信息的“大腦”，把通信系統(tǒng)看成傳遞信息的“神經(jīng)系統(tǒng)”的話，那么傳感器就是“感覺器官”。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子電路在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的運(yùn)用，各種采用傳感器的電子電路控制的新型燈具也不斷推出。從前道路上漆黑一片，到現(xiàn)在的各種各樣的路燈，它可以延時(shí)照明，給夜間出行的行人提供非常大的方便。然而很多路燈卻只是單純的人為控制，或者光的環(huán)境控制不能夠達(dá)到延時(shí)、節(jié)能的作用，也不能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。因此為了人們在生活中能更為方便，我設(shè)計(jì)了這樣一套自動(dòng)化的道路照明燈延時(shí)節(jié)電設(shè)備。請預(yù)覽后下載！隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，各種先進(jìn)的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)逐步地普及，因此道路照明燈延時(shí)控制節(jié)電開關(guān)在現(xiàn)實(shí)生活中更是應(yīng)用廣泛，更是現(xiàn)在較為普遍商品房必須要安裝的產(chǎn)品之一。自動(dòng)化產(chǎn)品的上市，給人民提供的便捷，更是深得大眾的親睞。它有效地克服了人工手動(dòng)或觸摸的控制麻煩等缺點(diǎn)，并且為廣大用戶提供了一系列高效率、又節(jié)電的使用方式，適用范圍十分廣泛。一、設(shè)計(jì)電路時(shí)用到的相關(guān)電子元器件及基礎(chǔ)知識 （一）光敏電阻的結(jié)構(gòu)和工作原理 1、結(jié)構(gòu) 光敏電阻器的結(jié)構(gòu)和電路圖形符號如圖1所示。 光敏電阻器（photovaristor）又稱光導(dǎo)管，它幾乎都是用半導(dǎo)體材料制成的光電器件。如圖2所示光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。無光照時(shí)候，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很小。當(dāng)光敏電阻受到一定波長范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減少，電路中電流迅速增大。一般希望暗電阻越大越好，亮電阻越小越好，此時(shí)光敏電阻的靈魂度高。實(shí)際光敏電阻的暗電阻值一般在兆歐級，亮電阻在幾千歐以下。 請預(yù)覽后下載！ 圖 2 2、工作原理 用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，然后接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當(dāng)波長的光線照射時(shí)，電流就會隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓.當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子空穴對的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子空穴對就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。 （二）新型熱釋電紅外探測模塊（HN911L） 熱釋電紅外傳感器是最常用的紅外檢測器之一，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇、一類晶體上、下表面設(shè)置電極，在上表面加以黑色膜，若有紅外線間歇地照射，其表面溫度上升T，其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之間產(chǎn)生電壓U。常用的熱釋電紅外線光敏元件的材料有陶瓷氧化物和壓電晶體，例如，鈦酸鋇、鉭酸鋰、硫酸三甘肽及鈦鉛酸鉛等。熱釋電紅外傳感器的電路圖、外形圖如圖請預(yù)覽后下載！3所示。 圖 3 熱釋電紅外溫度傳感器的特點(diǎn)是反應(yīng)速度快、靈敏度高、準(zhǔn)確度高、測量范圍廣、使用方便，尤其非接觸式測量使紅外溫度傳感器和以紅外傳感器為核心的紅外測溫模塊、紅外測溫儀在工業(yè)現(xiàn)場、國防建設(shè)、科學(xué)研究等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。主要應(yīng)用于鐵路、車輛、石油化工、食品、醫(yī)藥、塑料、橡膠、紡織、造紙、電力等行業(yè)的溫度測量、溫度檢測、設(shè)備故障的診斷，特別適用于高溫和危險(xiǎn)場合的遠(yuǎn)距離測溫。 （三）555單穩(wěn)態(tài)電路類型用途 555單穩(wěn)工作方式，可分為2種。如圖4和圖5所示。 圖 4 第1種（圖4）是人工啟動(dòng)單穩(wěn)，又因?yàn)槎〞r(shí)電阻定時(shí)電容位置不同而分 為2個(gè)不同的單元，并分別以1.1.1 和1.1.2為代號。他們的輸入端的形式，也就是電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。請預(yù)覽后下載！ 圖5第2種（圖5）是脈沖啟動(dòng)型單穩(wěn)，也可以分為2個(gè)不同的單元。他們的輸入特點(diǎn)都是“RT-7.6-CT”，都是從2端輸入。1.2.1電路的2端不帶任何元件，具有最簡單的形式；1.2.2電路則帶有一個(gè)RC微分電路。 （四）W7812集成穩(wěn)壓器 W7800系列三端式集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是固定的，在使用中不能進(jìn)行調(diào)整。W7800系列三端式穩(wěn)壓器輸出正極性電壓，一般有5V、6V、9V、12V、15V、18V 、24V 七個(gè)檔次，輸出電流最大可達(dá)1.5A（加散熱片）。 同類型78M系列穩(wěn)壓器的輸出電流為0.5A，78L系列穩(wěn)壓器的輸出電流為0.1A。圖6為 W7800系列的外形和接線圖，它有三個(gè)引出端： 輸入端（不穩(wěn)定電壓輸入端） 標(biāo)以 “1” 輸出端（穩(wěn)定電壓輸出端） 標(biāo)以 “3” 公共端 標(biāo)以 “2” 集成穩(wěn)壓器為三端固定正穩(wěn)壓器W7812，它的主要參數(shù)有：輸出直流電壓 U0=12V，輸出電流 L:0.1A，M:0.5A，電壓調(diào)整率 10mV/V，輸出電阻 R00.15，輸入電壓UI的范圍1517V 。因?yàn)橐话鉛I要比 U0大35V ，才能保證集成穩(wěn)壓器工作在線性區(qū)。 圖6 W78××外形和接線（五）光耦合器請預(yù)覽后下載！ 1、光耦合器的結(jié)構(gòu) 光電耦合器的主要結(jié)構(gòu)是把發(fā)光器件和光接收器件組裝在一個(gè)密閉的管殼內(nèi)，然后利用發(fā)光器件的管腳作輸入端，而把光接收器的管腳作為輸出端。當(dāng)在輸入端加電信號時(shí)，發(fā)光器件發(fā)光。這樣，光接收器件由于光敏效應(yīng)而在光照后產(chǎn)生光電流并由輸出端輸出。從而實(shí)現(xiàn)了以“光”為媒介的電信號傳輸，而器件的輸入和輸出兩端在電氣上是絕緣的。這樣就構(gòu)成了一種中間通過光傳輸信號的新型半導(dǎo)體電子器件。光電耦合器的封裝形式一般有管形、雙列直插式和光導(dǎo)纖維連接三種。 2、光耦合的主要特點(diǎn) （1）輸入和輸出端之間絕緣，其絕緣電阻一般都大于 10，耐壓一般可超過1kV，有的甚至可以達(dá)到10kV以上。 （2）由于“光”傳輸?shù)膯蜗蛐?，所以信號從光源單向傳輸?shù)焦饨邮掌鲿r(shí)不會出現(xiàn)反饋現(xiàn)象，其輸出信號也不會影響輸入端。 （3）由于發(fā)光器件（砷化鎵紅外二極管）是阻抗電流驅(qū)動(dòng)性器件，而噪音是一種高內(nèi)阻微電流電壓信號。因此光電耦合器件的共模抑制比很大，所以，光電耦合器件可以很好地抑制干擾并消除噪音。 （4）容易和邏輯電路配合。 （5）響應(yīng)速度快。光電耦合器件的時(shí)間常數(shù)通常在微秒甚至毫微秒極。 3、光耦合器的工作原理 在光耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小，該光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實(shí)現(xiàn)了電-光-電的轉(zhuǎn)換。 二、樓道照明燈自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)原理圖 樓道照明燈自動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)總電路圖如圖7和圖 8所示，它由電源電路、光控電路和延時(shí)控制電路、熱釋電紅外感應(yīng)電路以及電話控制電路四部份組成。220V電壓經(jīng)過電源電路部分進(jìn)行降壓、整流、濾波及穩(wěn)壓后，為其它電路提供12V的直流工作電壓。同時(shí)通過光敏電阻、新型熱釋電紅外傳感器及時(shí)基集成電路NE555共同控制，使白天燈不亮，夜間有人來的時(shí)候燈自動(dòng)點(diǎn)亮，人走后延時(shí)一段時(shí)間自動(dòng)熄滅，從而達(dá)到節(jié)能的目的。電路還加上一個(gè)電話控制系統(tǒng)以保證電路在異常情況下可以遠(yuǎn)程控制。請預(yù)覽后下載！ 圖 7請預(yù)覽后下載！圖8 樓道照明燈自動(dòng)控制電路請預(yù)覽后下載！ （一）電源電路 電源電路如圖9所示，它由電阻R6、電容C3C5、W7812集成穩(wěn)壓器和整流二極管VD1VD4組成。220V市電經(jīng)R6、C3C5、W7812和VD1VD4組成。通過降壓、橋式整流、濾波與穩(wěn)壓后，為光控電路和延時(shí)控制提供穩(wěn)定的12V直流電源。 圖 9（二）光控電路和延時(shí)控制電路 光控電路和延時(shí)控制電路如圖10所示 圖 10請預(yù)覽后下載！ 光控電路由光敏電阻器RG、可變電阻RP2、電阻器R2、R3和晶體管V1組成。 延時(shí)控制電路由電阻器R3R5、電容器C1、C2、可變電阻RP3、時(shí)基集成電路NE555、晶體管V2、JZC-6F電磁繼電器、二極管VD1及開關(guān)S1、S2組成。 白天，RG受光照射而呈現(xiàn)低阻狀態(tài)，使晶體管V1的基極電位低，從而使IC2的2腳電壓高于2Vcc/3，其3腳輸出低電平，使晶體管V2處于截止?fàn)顟B(tài)，不能夠驅(qū)動(dòng)常開繼電器工作，使電路處于截止?fàn)顟B(tài)，EL不亮。 夜晚，RG因?yàn)闆]有光照（或光照極弱）而呈現(xiàn)高阻態(tài)，使晶體管V1的基極電位高，從而使IC2的2腳電壓低于Vcc/3，其3腳輸出高電平，使晶體管V2導(dǎo)通，從而驅(qū)動(dòng)常開繼電器，電路導(dǎo)通，EL亮。同時(shí)，C1通過RP3緩慢放電，使IC3的3號腳電壓下降，直到晶體管V2截止，EL熄滅。 調(diào)節(jié)RP2的阻值，可改變光控的靈敏度。 調(diào)節(jié)RP3的阻值，可以改變延時(shí)的時(shí)間。 開關(guān)S1，S2為應(yīng)急開關(guān)，將S1接通，不管白天還是晚上，EL都亮。將S2接通，C1的電量被放掉，EL熄滅。 （三）熱釋電紅外感應(yīng)電路 熱釋電紅外感應(yīng)電路如圖11所示，它由新型熱釋電紅外探測模塊（HN911L），電阻R1和RP1組成。HN911L內(nèi)部集成有高靈敏度熱釋電紅外傳感器PIR、放大器、信號處理電路、輸出電路等，能夠遙測人體移動(dòng)時(shí)所發(fā)出的微弱紅外信號。當(dāng)有人在附近走動(dòng)時(shí)PIR會將人體發(fā)出的紅外信號變換成電信號，該電信號經(jīng)過放大、整形處理后，使1號腳輸出高電平經(jīng)晶體管V1到IC2的2號腳為低電平，最后使IC3的3號腳輸出高電平，晶體管V2導(dǎo)通，使繼電器動(dòng)作，EL亮。調(diào)節(jié)RP1的阻值，可以改變HN911L監(jiān)測的靈敏度請預(yù)覽后下載！圖11（四）電話控制電路電話控制電路如圖 12 所示它由整流二極管VD5VD8、光耦合器VLC以及電話線L1、L2組成。主要用于應(yīng)急控制，保證在異常情況下可以遠(yuǎn)程控制。 平時(shí)電話線路沒有電流通過，光耦合器內(nèi)部的發(fā)光二極管不發(fā)光，光敏晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)摘機(jī)撥打電話或有人打電話進(jìn)來時(shí)，電話線中有電流通過，使光耦合器內(nèi)部的發(fā)光二極管發(fā)光，光敏晶體管導(dǎo)通，輸出低電平，接入IC2的2號腳，使IC2的3號腳輸出高電平，晶體管V2導(dǎo)通，使繼電器動(dòng)作，EL亮。L1，L2接電話線路 圖 12三、元器件的選擇 IC1：HN911L IC2：NE555型時(shí)基集成電路請預(yù)覽后下載！ IC3：W7812 K:JZC-6F電磁繼電器，額定電壓12V，吸合電壓9V，線圈直流電阻400 RG：MG45-13型光敏電阻，額定功率10Mw，最高工作電壓50V，亮電阻5K暗電阻5M。 VD1VD4和VD5VD8：均選用IN4007型硅整流二極管 VLC：選用4N25型光耦合器 V1：S9014 請預(yù)覽后下載！ V2：S9013請預(yù)覽后下載！RP1：1kRP2：410KRP3：50K R1：200 R2：2.7K R3：3k R4：1M R5：1K R6：10K C1：220U C2：0.01U C3：0.01U C4：220U C5：0.47U VD1：IN4148結(jié)束語  時(shí)間如流水，一去不復(fù)返，轉(zhuǎn)眼間伴隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，三年的大學(xué)生活也即將結(jié)束。通過這次對樓道照明燈自動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)，我加深了對數(shù)字電路和模擬電路的了解，同時(shí)對自動(dòng)控制電路及所用元器件的選擇和參數(shù)有進(jìn)一步的認(rèn)識，又增強(qiáng)了對電路分析及解決問題的能力，為以后的工作實(shí)踐積累了許多經(jīng)驗(yàn)。對于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，一開始我都不知所措，無從下手，一片茫然，但是經(jīng)過老師一次次的耐心指導(dǎo)與幫助，我的思路開始清晰了，有頭緒了。為了把畢業(yè)設(shè)計(jì)做的更好，我大量的搜集資料，與老師同學(xué)熱心的交流，白天、晚上同時(shí)加班、加點(diǎn)。在這次設(shè)計(jì)中用到的知識非常的廣泛，這對我這三年所學(xué)的知識進(jìn)行很好的回顧，全面概括專業(yè)知識，尤其是在傳感器及應(yīng)用技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)方面有所提高，在設(shè)計(jì)的過程中，對知識有了更進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)中，鍛煉了自己如何去思考問題，發(fā)現(xiàn)問題并如何去解決問題。對以前有的知識有了進(jìn)一步的了解請預(yù)覽后下載！，對沒有見過的知識也有了認(rèn)識，使自己不斷吸取新的知識，把理論運(yùn)用到實(shí)踐中去。也使我懂得，做什么事情都要認(rèn)真、有耐心去對待，為自己即將踏上社會做好準(zhǔn)備，迎接社會的挑戰(zhàn)！ 最后，非常感謝所有在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，特別是我的指導(dǎo)老師。老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)求新、平易近人，再次感謝老師給我的畢業(yè)設(shè)計(jì)給予的幫助和指導(dǎo)，是你幫助我更好的完成設(shè)計(jì)?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】 1何希才.新型集成電路及其應(yīng)用實(shí)例M.科學(xué)出版社,2002. 2張巖,胡秀芳、張濟(jì)國.傳感器應(yīng)用技術(shù)M.福州.福建科學(xué)技術(shù)出版社，2006.1. 3張為.電子電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.人民郵電出版社，2002.5. 4陳有卿.實(shí)用燈光控制電路M.中國電力出版社，2005.2. 5劉守義,鐘蘇.數(shù)字電子技術(shù)M.西安電子科技大學(xué)出版社，2004.6. （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝!） 請預(yù)覽后下載！