1、自動光控路燈系統(tǒng)設(shè)計 班級：電子二班 姓名：李旺 學號：31.功能要求 （1）白天時，路燈自動關(guān)閉（路燈可用小燈泡代替。但必須用繼電器控制路燈）；（2）晚上時，路燈自動打開；（3）可以調(diào)節(jié)亮度觸發(fā)點。2.方案論證利用光照強度為傳感器，目前最為常用且性價比較高的就是光敏電阻，利用其光線較強時，電阻值較低，而光線較暗時則電阻較大的特點?？傮w設(shè)計分為兩個模塊：主控模塊，被控模塊。主控模塊和被控模塊之間通過繼電器進行連接。敏感元件放大電路繼電器輔助電源照明電路外界光照變化3. 系統(tǒng)電路工作原理：光敏電阻接受光信號后電阻值發(fā)生變化，將其轉(zhuǎn)換為電信號加到的三極管的基極，經(jīng)處理后從集電極輸出，輸出電壓隨光照

2、強度的減弱而增加，通過繼電器實現(xiàn)路燈的自動轉(zhuǎn)換。當光照強度很大時，光敏電阻阻值很小，三極管VT1分得的電壓較小，三極管VT1、VT2截止，繼電器不工作，燈泡不亮；當光照強度很小時，光敏電阻阻值很大，三極管VT1分得的電壓較大，三極管VT1、VT2導通，繼電器工作，燈泡亮。通過調(diào)節(jié)滑動變阻器，可調(diào)節(jié)亮度觸發(fā)點。4.系統(tǒng)的軟件仿真電路 打開PROTEUS軟件，在元件庫里查找電路圖中所需要的元器件，添加至當前頁面。按照所設(shè)計的原理圖進行畫圖。畫完之后，認真檢查。確定沒有錯誤后，運行，查看是否符合設(shè)計要求。并對電阻進行參數(shù)的調(diào)節(jié)，以達到預(yù)期設(shè)計的要求。下圖是用PROTEL軟件所畫的設(shè)計圖：注：仿真圖上

3、所示電路中光敏電阻用電位器（RV1）代替5.調(diào)試與性能分析仿真調(diào)試及各數(shù)據(jù)記錄： 阻值：1M%Q1Q2繼電器LAMPUbeUbeUceUI70%0.790.880.0911.90.04亮20%0.780.880.1111.80.04亮10%0.760.870.4711.50.04亮9%0.750.864.247.710.03亮8%0.740.858.273.730.01滅5%0.690.4412.0 0.00 0.00 滅通過表格可以看出以9%8%為界限，改變繼電器電流達到導通狀態(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)點降低，使燈泡在3%2%時明滅變化，提高系統(tǒng)的靈敏

4、度。EWB仿真圖6.各元器件的工作原理光敏電阻光敏電阻器又叫光感電阻，是利用半導體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；一般用于光的測量、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弱變化而變化，無光照時的阻值叫暗阻，通常很大；在光線照射時的阻值很小，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，得到本次試驗中的光敏電阻亮阻值約為3.7K，暗阻值約為400K。光敏電阻的光電特性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)用于自動控制電路中，它實

5、際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、轉(zhuǎn)換電路等作用。電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中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，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，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，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開

6、觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。三極管（9013）三極管是一種電流放大器件，但在實際使用中常常利用三極管的電流放大作用，通過電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷悍糯笞饔谩＞w三極管（以下簡稱三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN和PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的。NPN管是由2塊N型半導體中間夾著一塊P型半導體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，而集電區(qū)與基區(qū)形成的PN結(jié)稱為集電結(jié)，三條引線分別稱為發(fā)射極e、基極b和集電極c。當b點電位高于e點電位零點幾伏時，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而c點電位高于b點電位幾伏時，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源Ec

7、要高于基極電源Eb。 電位器電位器是一種可調(diào)的電子元件。它是由一個電阻體和一個轉(zhuǎn)動或滑動系統(tǒng)組成。當電阻體的兩個固定觸電之間外加一個電壓時，通過轉(zhuǎn)動或滑動系統(tǒng)改變觸點在電阻體上的位置，在動觸點與固定觸點之間便可得到一個與動觸點位置成一定關(guān)系的電壓。它大多是用作分壓器。7.實驗心得在實驗中我負責設(shè)計電路和仿真電路的任務(wù)。剛拿到課題設(shè)計的題目時，只知道實驗的要求是設(shè)計一個光控路燈，規(guī)定使用的元器件有光敏電阻、三極管和繼電器。老師要求在4天內(nèi)通過查閱資料設(shè)計出電路來，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)計方案，簡單的學習了解之后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計要求不完全一樣，網(wǎng)上的方案比我們的要求復(fù)

8、雜，使用的是220V電壓必須添加整流電路還有需要使用運放器，這些都不符合我們設(shè)計要求，但是大概可以確定下整體思路。從網(wǎng)上的學習還找到了一些建議的參考書目，于是大家分工分別通過網(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過三極管的知識，但是隔了一段時間再加上學習的時候多半是分析電路做題求值，所以對應(yīng)用三極管又很陌生了，利用模電的筆記快速的復(fù)習了三極管的知識。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)學習了繼電器和光敏電

9、阻的相關(guān)應(yīng)用，為設(shè)計電路打下了基礎(chǔ)。真正開始設(shè)計電路是從分析人家的電路入手，我們從借來的書籍里找到了一個不錯的設(shè)計方案，但是分析理論總是和實際情況有所不同，我把書上的電路圖用仿真軟件進行了仿真，但是沒有出來結(jié)果，根本不能實現(xiàn)設(shè)計要求，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，終于實現(xiàn)了設(shè)計目的。這下可以輕松一些了。但是，當分發(fā)設(shè)計元器件時又遇到了問題，我們設(shè)計的電路里需要使用一個PNP三極管和兩個NPN三級管，但是元器件只給了兩個NPN三極管，所以必須修改電路圖。又經(jīng)過一天的忙碌之后簡化的電路做好了，功能是可以實現(xiàn)，但是一些電阻值還沒有確定，還需要不斷的進行優(yōu)化，提高電路變化的靈敏度。在對設(shè)計好的電路圖進行參數(shù)調(diào)試的時候，通過電路中電壓電流的值進一步分析電路、優(yōu)化電路，在后期焊接電路時，結(jié)合實際光照強度影響光敏電阻的阻值范圍，仍然不斷地進行嘗試和修改，最終定稿。通過本次課題設(shè)計我收獲了很多，我對自動光控路燈系統(tǒng)有了一定的了解，對以前在模電