光控灯

光控灯 光控灯电路的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 2008-11-01 15:15:43| 分类: 课程设计 | 标签:无 |字号大中小 订阅 . 1.基本原理 光控灯电路是通过外界环境中光线的强弱来控制电路工作的，当光线较强时，电路停止工作，灯泡不发光;当光线较弱时，电路开始工作，灯泡发光。这样就按照人们的需要而实现灯泡的亮暗控制。此光控灯电路是基于光电传感器特性的基础上而设计的。当自然光的亮度(或人为亮度)发生改变时，光控灯将随着 “开”和“关”。本设计采用光电传感器进行光控。该装置适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。 2(结构框图 整流 电路 限流稳压电路 光敏电阻传感器电路 灯泡显示电路 二、总的设计电路图 三、电路 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 此电路由四部分组成:整流电路，限流稳压电路，光敏传感器电路，显示电路。下面分别对这几部分进行介绍。 (1)、单向桥式整流电路 直流稳压电源由整流、滤波、稳压三部分组成。在需要低压直流供电时，整流部分常包括将市电降压的变压器。整流电路通常是利用晶体二极管的单向导电性将交流电变换成直流电，这种单向直流电压起伏较大，称为脉动直流电压。利用电容、电阻、电感组成的滤波电路将其变为平滑的直流电提供给稳压电路。经过稳压电路后向电子设备提供稳定的直流电压。在此电路中我用了桥式整流电路。由于桥式整流电路变压器的利用率比全波整流高，对二极管的最高反向工作电压的要求比全波整流低;虽然多了两只二极管，但现在已将四只二极管制作在一个管芯内组成一个整流桥堆元件，价格便宜，使用方便。因此，桥式整流是使用最普遍的整流电路。 图中1、2、3、4代表四个二极管D1、D2、D3、D4。当交流电为正半周时，D2，D4导通，D1，D3截止，电流按顺时针流过，交流电为负半周时，D2，D4截止，D1，D3导通，电流逆时针流过负载。桥式整流中变压器次级无需中心抽头，利用四个二极管两两轮流导通和截止，在负载上获得与全波整流相同的输出电压。 (2)光敏电阻构成的传感器 光敏电阻传感器电路图 当有光照射到光敏电阻时，其阻值减小(几十K左右)， 基极电压被拉低而截止， 基极电压升高 截止，LED灭;反之光敏电阻没有光照时，其阻值增大(几M)， 基极电压升高并使其导通， 基极电压降低， 饱和导通，LED得电发光。 但是在EWB或是在Multisim中进行虚拟测试的时候，其中没有光敏电阻， 为了要达到光敏电阻的实际效果，因而我启用滑动变阻器，以达到预期的效果。 并且，如果用LED来实现照明的话，显然不和实际。首先，他的亮度远远不能达到人们的照明要求。其次他所需的电压过小了，不能接入实际的220V的实际电压，因而我在后期的电路中，将原来的发光二极管换成了二极管，并且使用了继电器以满足实际照明功能和接入220V，50Hz实际电源的目的(光敏电阻的工作原理是基于光电导效应，其结构是在玻璃底版上涂一层对光敏感的半导体物质，两端有梳状金属电极，然后在半导体上覆盖一层漆膜。 电阻结构示意图及图形符号 实物图 结构组成部分 此次设计是在Multisim7.0中进行虚拟模拟实验，所以用一个可变电阻来代替光敏电路(可控硅电路)实现电阻的变化，进而实现控制电路。通过改变可变电阻的阻值来模拟光敏器件的感光功能。进而，实现对后面触发器的有效控制。 (1)光敏电阻光照特性: 光敏电阻无光照时，内部电子被原子束缚，具有很高的电阻值;光敏电阻有光照时，当光子能量 , 时，电阻值随光强增加而降低; 光照停止时，自由电子与空穴复合，电阻恢复原值。 (2)光敏电阻主要参数: 暗电阻——无光照时的电阻为暗电阻; 暗电流——无光照时的电流，在给定工作电压流过暗电阻时的电流; 亮电阻、亮电流——受光照时的阻值，电流称亮电流; 光电流——亮电流与暗电流之差称亮电流。 (3)基本特性: a.伏安特性: 给定偏压，光照越大光电流越大; 给定光照度，电压越大光电流越大; 光敏电阻的伏安特性曲线不弯曲无饱和，但受最大功耗限制。 b.光谱特性 :光敏电阻灵敏度与入射波长有关，不同波长光敏电阻灵敏度不同,与半导体掺杂的材料有关，不同材料灵敏度不同. c. 温度特性 :温度变化影响光敏电阻的灵敏度、暗电流和光谱响应。 (3)显示电路: 显示电路图 可控硅的介绍: 可控硅最主要的作用之一就是稳压稳流。可控硅在自动控制控制，机电领域，工业电气及家电等方面都有广泛的应用。可控硅是一种有源开关元件，平时它保持在非道通状态，直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其道通，一旦被点火就算撤离触发信号它也保持道通状态，要使其截止可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值以下。当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。 由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。 由于可控硅只有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性，这种特性需要一定的条件才能转化，此条件见下表: 表1 可控硅导通和关断条件 状态 条件 说明 从关断到导通 1、阳极电位高于是阴极电位 2、控制极有足够的正向电压和电流 两者缺一不可 维持导通 1、阳极电位高于阴极电位 2、阳极电流大于维持电流 两者缺一不可 从导通到关断 1、阳极电位低于阴极电位 2、阳极电流小于维持电流 可控硅实物图 四、实验结果 实验的主要结果包括，变压器变压，电桥整流后的输出电流与220V的交流电的对比波形。灯泡在不同的情况下对应的状态，通过电流大小来控制灯泡的熄灭或者发亮。 (1)、整流滤波前后波形图: 在实验中发现，220V的市电，经过整流后的电压显示为11.999V，观察波形，读数为12V，达到了一致。变压器副边的电压为14V，按照公式可算得Uo=14 0.9=12.6V。 (2)、灯泡发亮时的输出波形: 五、光控灯的实际应用: 所需材料 灯泡、导线、光敏电阻及相关电子元件 原理 这是一种利用光的亮暗来控制灯的暗亮的一个电路装置。白天的时候，强烈的光线照射在光敏电阻RG上使RG呈现出低阻，晶闸管MCR门极呈低压处于关断状态，灯不亮;晚上当没有光照到RG的时候，RG呈现出高阻，MCR门极被触发而导通，电灯发亮。用手捂住光敏电阻电灯会自动点亮。 该电路只有几个元件，电路非常简单，因此我们只要将元件焊接在一块很小的电路板上就可以了。在焊接电路的时候最好在管脚上套上绝缘胶，这样可以防止触电事故的发生。还有就是在选定了光敏电阻后，我们要根据灯对光线的灵敏度的要求来调可变电阻的大小，这样会很容易找到合适的电阻R了。电路的发光二极管起指示灯的作用，电阻R可用200K欧姆的电阻器。 六、设计感想: 通过对输液报警器的设计，使我对医用传感器这门课程有了更深入的理解和掌握，从开始的一愁莫展到有思路，到现在对自己设计的小有成就，让我感受到了自己成果出来的快乐，巩固我们在学校所学的，增长了我的见识，总的来说的好处多多，课程设计的同时也可以看到我的不足，通过这次课程设计，进一步提高了我的变成能力，同时复习了医学传感器的内容，并且对Mutilisim软件有了初步的认识。这次实验能够自己动手实现光控灯的功能让我感到很欣喜，其实我们平时用过的很多软件其原理并不复杂，复杂友善的界面掩盖了很多原本很简单的原理，只要我们自己能动脑思考，也可以做得很好的，我会在以后的学习中进一步努力。本次实验由于有同组同学的互相合作，调试程序比以往简单了许多，和大家一起交流也让我获得了不少的宝贵意见，使我意识到在今后的道路上合作的重要性，我会在以后的学习中不再因为畏惧失败而不思进取，会微笑面对自己遇到的每一个难题，挑战自己，完善自己。