1、基于NE555構(gòu)成的光照控制電路電子工藝實(shí)訓(xùn)院系：機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級：電子信息工程（2）學(xué)號：2014041612姓名：高云基于NE555構(gòu)成的光照控制電路一、電路設(shè)計(jì)1、實(shí)現(xiàn)功能簡介：通過NE555定時(shí)器和由滑動(dòng)變阻器等效的光敏電阻等構(gòu)成簡單電路實(shí)現(xiàn)對燈的智能化控制：（1）白天時(shí)，路燈自動(dòng)關(guān)閉（路燈可用發(fā)光二極管代替。但必須用繼電器控制路燈）；（2）晚上時(shí)，路燈自動(dòng)打開；（3）可以調(diào)節(jié)亮度觸發(fā)點(diǎn)。使其白天熄滅，晚上自動(dòng)點(diǎn)亮。方案論證利用光照強(qiáng)度為傳感器，目前最為常用且性價(jià)比較高的就是光敏電阻，利用其光線較強(qiáng)時(shí)，電阻值較低，而光線較暗時(shí)則電阻較大的特點(diǎn)。總體設(shè)計(jì)分為兩個(gè)模塊：主控模塊，被控模

2、塊。主控模塊和被控模塊之間通過繼電器進(jìn)行連接。外界敏放繼昭-|.光感電明昭-I電電器件路路化輔助電源3、電路原理圖ic2400*AT7E12GNDGNDINgOUTGNDVCCTRIGDISCHOUTTHREWRESETOPEN64、電路線路圖為DXP所畫）5、電路工作原理：該光控自動(dòng)路燈的電路是變壓器降壓，經(jīng)過橋式整流電路和AT7812三端穩(wěn)壓器后的電壓作為NE555的工作電壓，其中電路中NE555接成雙穩(wěn)態(tài)電路。R1（在dxp中）等效為光敏電阻，和電位器組成簡單的分壓器。NE555的2腳和6腳接白天光敏電阻阻值大約為11.8KQ，3腳輸出端為低電位，電位器不工作，路燈不亮。當(dāng)夜幕降臨時(shí)，光

3、敏電阻因?yàn)榻邮展庹諟p少而呈現(xiàn)高阻態(tài)。當(dāng)2、6腳電位在三分之一電源電壓以下時(shí)雙穩(wěn)態(tài)電位器被置位，3腳輸出高電位，繼電器導(dǎo)通從而使路燈導(dǎo)通發(fā)光。通過調(diào)節(jié)電阻R2可以改變光敏電阻靈敏度，當(dāng)R2減小時(shí)，則路燈亮剛亮?xí)rR1臨界電阻也減小，即在外界光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)路燈就亮，靈敏度提高。同理當(dāng)電阻R2增大時(shí)，靈敏度降低。C1為濾波電容，用以提高5腳電位的穩(wěn)定性。電阻R可以保護(hù)集成LED受電流作用而損壞。二、電路的仿真：1、打開Multisim仿真軟件打開Multisim仿真軟件在元件庫里查找電路圖中所需要的元器件，添加至當(dāng)前頁面按照所設(shè)計(jì)的原理圖進(jìn)行畫圖。畫完之后，認(rèn)真檢查。確定沒有錯(cuò)誤后，運(yùn)行，查看是否符合設(shè)計(jì)

4、要求。并對電阻進(jìn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)，以達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)的要求。2、測試當(dāng)電阻R2為3.54.6kQ時(shí),R1為高阻值時(shí)3腳輸出端為高電平，輸出端由高電位跳變?yōu)榈碗娢粫r(shí)R1阻值為1.6kQ，R1為低阻時(shí)3腳輸出端輸出低電平，并且輸出端由低電平跳變?yōu)楦唠娖綍r(shí)R1阻值為8.56kQ。貝I：VT+=（3.5/（3.5+1.6）*12=8.25VVT-=（3.5/（3.5+8.56）*12=3.48VVT+-VT-=4.77VVCC=12vVT+=2/3VCC=8VT-=1/3VCC=4口口口下圖是用Multisim軟件所畫的設(shè)計(jì)圖：w：47ftiFIntH8DO注：仿真圖上所示電路中光敏電阻用電位器代替3、仿真調(diào)

5、試及各數(shù)據(jù)記錄：R1（k）8.508.508.508.508.508.07.56.505.00R2（k）2.53.03.5453.53.53.53.5LED亮亮亮亮滅亮亮滅滅JVI-TAtSliF：220Vpk：47UFImH3DD;10nFvgk:，L4.bE-HJiEli.通過表格可以看出以3.5%5%為界限，改變繼電器電流達(dá)到導(dǎo)通狀態(tài)。通過調(diào)試最后優(yōu)化的電路圖如下，將電阻R1的阻值變小可將亮度觸發(fā)點(diǎn)降低,使燈泡在R1大于62.3%時(shí)明，小于62.3%時(shí)滅，提高系統(tǒng)的靈敏度。光敏電阻光敏電阻器又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；一般用于光的測量

6、、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。光敏電阻的阻值隨入射光的強(qiáng)弱變化而變化，無光照時(shí)的阻值叫暗阻，通常很大；在光線照射時(shí)的阻值很小，叫亮阻。光敏電阻的主要參數(shù)有亮電阻，暗電阻，光電特性，光譜特性，頻率特性，溫度特性。通過測量，得到本次試驗(yàn)中的光敏電阻亮阻值約為3.7K,暗阻值約為8.311.68K。AhkH-t繼電器繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只

7、要在繼電器兩端加上一定的電壓（本電路繼電器在911.89v時(shí)起作用），就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。電位器電位器是一種可調(diào)的電子元件。它是由一個(gè)電阻體和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成。當(dāng)電

8、阻體的兩個(gè)固定觸電之間外加一個(gè)電壓時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)改變觸點(diǎn)在電阻體上的位置，在動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)之間便可得到一個(gè)與動(dòng)觸點(diǎn)位置成一定關(guān)系的電壓。它大多是用作分壓器。三、誤差分析：電路所用滑動(dòng)變阻器最小變化值為5%最大電阻值，即0.25kQ。因此兩個(gè)滑動(dòng)變阻器是誤差主要來源，其次，仿真本身也存在較大誤差，各種元器件阻值非理想值，測量結(jié)果的影響也會帶來誤差。四、元件表：電容1個(gè)47uf滑動(dòng)變阻器1個(gè)10K電容1個(gè)0.01uf三端穩(wěn)壓器1個(gè)AT7812光敏電阻1個(gè)變壓器1個(gè)NE555芯片1個(gè)LED1個(gè)12V繼電器1片電阻1個(gè)400歐整流橋1個(gè)滑動(dòng)變阻器1個(gè)15K（后修改）注：本設(shè)計(jì)所用仿真軟為Mu

9、ltisim五、電路實(shí)物1、實(shí)元件用原件表：電容1個(gè)47uf滑動(dòng)變阻器1個(gè)10K電容1個(gè)0.01uf三端穩(wěn)壓器1個(gè)AT7805光敏電阻1個(gè)變壓器1個(gè)NE555芯片1個(gè)LED1個(gè)12V繼電器1片電阻1個(gè)400歐整流橋1個(gè)排針若干光敏電阻杜邦線若圖略改，查完后原件被需要同學(xué)拿走使用，圖電位器不是原實(shí)驗(yàn)時(shí)電位器）2、經(jīng)過后期的調(diào)試和修改，電路如下：3、調(diào)試及各數(shù)據(jù)記錄：R1（k）8.568.568.568.568.568.127.316.344.37R2（k）2.53.03.5356.353.53.53.53.5LED亮亮亮亮滅亮亮滅滅通過表格可以看出R2以25%63.5%為界限時(shí)，改變繼電器電流達(dá)

10、到導(dǎo)通狀態(tài)，LED發(fā)光.在R2=3.53（k）時(shí)，LED發(fā)光最穩(wěn)定，此時(shí)通過光照改變光敏電阻的阻值，控制LED明滅。同時(shí)接入電路的穩(wěn)壓電路可以穩(wěn)定的輸入電壓（經(jīng)測量大概12.16V）。六、電路不足分析1、穩(wěn)壓電路的電容取值較小，電容數(shù)量不是很夠，不能夠徹底的做到整容、濾波的作用。解決辦法：在三端穩(wěn)壓器AT805后接一個(gè)大概50uF的電容。2、電路的電位器阻值改變亮度觸發(fā)點(diǎn)的高低，再改變光敏電阻阻值來改變LED的明滅。但是我在調(diào)試、測量時(shí)，不小心將電位器的擰松了，有一點(diǎn)接觸不良，后期用錫絲焊上，使得給老師看時(shí)的亮度觸發(fā)點(diǎn)較高，所以需要較強(qiáng)的光照才可以使得LED明滅。解決辦法：注意度與一些器件的使

11、用極限。3、在焊接工藝這一塊，自己的焊接技巧不是很好，使得熔化的錫絲沾到板上很多地方，而且在修改器件時(shí)，自己拆除太過用力，使得有一些線斷了，整個(gè)板面不是很整潔。解決辦法：多練習(xí)焊接技巧，拆器件時(shí)盡量使用吸錫器。七、實(shí)驗(yàn)心得在實(shí)驗(yàn)中，我剛拿到課題設(shè)計(jì)的題目時(shí)，只知道實(shí)驗(yàn)的要求是設(shè)計(jì)一個(gè)光控路燈，規(guī)定使用的元器件有光敏電阻、NE555和繼電器。老師要求在2天內(nèi)通過查閱資料設(shè)計(jì)出電路來，首先我通過網(wǎng)絡(luò)搜集了一些相關(guān)的資料，在網(wǎng)上有關(guān)于這方面的設(shè)計(jì)方案，簡單的學(xué)習(xí)了解之后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求不完全一樣，網(wǎng)上的方案比我們的要求復(fù)雜，我們使用的是220V電壓必須添加穩(wěn)壓電路。我從網(wǎng)上的學(xué)習(xí)還找到了一些建議的參考

12、書目，通過網(wǎng)絡(luò)搜索和從圖書館借閱的書籍上收集各種有關(guān)的資料。但是設(shè)計(jì)電路光有整體思路的想法還不夠，要熟悉使用的元器件的功能和應(yīng)用，我們在模擬電路中學(xué)過NE555電路的知識，但是隔了一段時(shí)間再加上學(xué)習(xí)的時(shí)候多半是分析電路做題求值，另外，對于繼電器的功能和應(yīng)用也不太懂，之前沒有接觸過繼電器，所以在設(shè)計(jì)電路之前必須把使用的元器件熟悉了解才可以熟練應(yīng)用。通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)了繼電器和光敏電阻的相關(guān)應(yīng)用，為設(shè)計(jì)電路打下了基礎(chǔ)。真正開始設(shè)計(jì)電路是從分析人家的電路入手，我從借來的書籍里找到了一個(gè)不錯(cuò)的設(shè)計(jì)方案，但是分析理論總是和實(shí)際情況有所不同，我把書上的電路圖用仿真軟件進(jìn)行了仿真，但是沒有出來結(jié)果，根本不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，就只能靠自己了。通過仿真軟件把自己的想法加到電路里去，不斷地嘗試、討論、分析，終于實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目的。這下可以輕松一些了。但是，當(dāng)分發(fā)設(shè)計(jì)元器件時(shí)又遇到了問題，我設(shè)計(jì)的電路，功能是可以實(shí)現(xiàn)，但是一些電阻值還沒有確定，還需要不斷的進(jìn)行優(yōu)化，提高電路變化的靈敏度。在對設(shè)計(jì)好的電路圖進(jìn)行參數(shù)調(diào)試的時(shí)候，通過電路中電壓電流的值進(jìn)一步分析電路、優(yōu)化電路，在后期焊接電路時(shí)，結(jié)合實(shí)際光照強(qiáng)度影響光敏電阻的阻值范圍，仍然不斷地進(jìn)行