光控节能路灯的电路设计

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基于89C51单片机的光控路灯设计

基于89C51单片机的光控路灯设计

基于89C51单片机的光控路灯设计任务:基于单片机条件下,设计一光控路灯模型。

要求:1、光照条件充足时,路灯保持熄灭状态,光照不足时,路灯自动开启照明。

2、使用器材:光敏电阻、模数转换器、单片机等。

3、电路简洁,制作原理图并要求仿真。

设计方案:方案一方案二说明:因为本课程设计的要求用单片机来实现光控路灯的设计,所以采用方案二,总体设计分为两个模块:主控模块和被控模块。

主模块与被控模块之间通过单片机进行连接。

摘要:近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构软硬件结合,加以完善。

路灯控制方式很多,本系统采用MSC-51系列单片机89C51和相关的光电检测设备来设计智能光控路灯控制器,实现了能根据实际光线条件通过89C51芯片的P1口控制路灯开关功能。

随着社会文明的不断发展,城市照明不仅局限于街道的照明,而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程,社会对亮灯率、开关灯的准确率、故障检测的实时性和维修的及时性要求不断提高,利用51系列单片机可编程控制八位逻辑I、O端口实现路灯开关控制的智能化,达到节能、自动控制的目的。

避免传统电路对能源的浪费,路灯的自动控制更方便管理,本系统实用性强,操作简单。

本文首先介绍了单片机及嵌入式系统的基本概念、特点和应用。

描述了多功能基于51单片机的光控路灯的设计过程。

详细说明了以51单片机为核心的软、硬件的研制过程和方法。

利用proteus软件设计了电路原理图。

完成光控路灯的设计。

一、引言:随着社会经济的发展,城市照明设施的功能从单纯的以照明为主转变为实现美化环境、改善形象、活跃夜市经济的目的。

对城市灯饰的管理与控制迫切需要一种科学、合理、高效的方法。

因此,提供一种有效而合理的控制与管理的方法,对城市路灯与饰灯的运行状态进行智能监控显得极为重要。

智慧路灯电路系统设计方案

智慧路灯电路系统设计方案

智慧路灯电路系统设计方案智慧路灯是利用现代化技术进行城市路灯系统升级改造的一种新型路灯。

其主要特点是具有智能控制、能耗低、环保等优点。

下面将为您提供一种智慧路灯电路系统设计方案。

1. 设计目标:实现智能化控制和能耗优化,提高城市路灯系统的效率和可靠性。

2. 电路系统组成:(1) 太阳能光伏电池板:通过太阳能光伏发电,为路灯系统提供电能。

(2) 蓄电池:将光伏电池板发电的能量存储起来,以备晚上使用。

(3) 充电控制器:监控电池的充电状态,根据光伏电池板的输出电压和电流,控制电池的充电速度和充电时长。

(4) 电源管理单元:负责管理整个路灯系统的电能供应和能耗分配,控制智能路灯的开启和关闭。

(5) LED灯具:采用节能型LED灯具作为照明源,具有高亮度、长寿命等特点。

(6) 控制器单元:通过光感器、温度传感器等感知器件,实时监测环境光照和温度等信息,并根据预设的策略,自动调整路灯的亮度和开关状态。

(7) 通讯模块:将路灯系统与终端设备连接,可通过无线通信方式实现远程监控和控制。

3. 工作原理:(1) 光伏电池板将太阳能转化为直流电能,通过充电控制器将电能储存到蓄电池中。

(2) 蓄电池将储存的电能供给LED灯具,实现路灯的照明功能。

(3) 控制器单元感知环境光照和温度等信息,并根据预设的策略,控制LED灯具的亮度和开关状态。

(4) 电源管理单元控制智能路灯的开启和关闭,实现能耗优化。

(5) 通讯模块将路灯系统与终端设备连接,实现远程监控和控制功能,包括路灯的开关、亮度调节等。

4. 需要考虑的问题:(1) 光伏电池板的选用:需要选择具有高效转化率和耐用性好的光伏电池板,确保太阳能能够有效转化为电能。

(2) 蓄电池的选用:需要选择容量适当、充放电效率高的蓄电池,以确保路灯系统在连续阴雨天气中也能正常工作。

(3) 控制器单元的算法设计:需要设计合理的光照和温度等策略,以实现智能调控路灯的亮度和开关状态。

(4) 通讯模块的选择:需要选择稳定可靠的通讯模块,确保远程监控和控制的适用性和可靠性。

路灯自动控制开关电路的设计

路灯自动控制开关电路的设计

路灯自动控制开关电路的设计一、实验要求可以根据光照的强度自动控制路灯的通、断。

当傍晚光照强度渐弱或者清晨光照强度渐强来控制路灯的通或者断以及其灯的强度。

二、实验目的1.了解自动调光台灯电路的结构及工作原理2.让我们学会更好的自主学习和团队合作三、实验原理·············调光台灯电路及工作原理电路图·············功能实现:当环境光照弱,它发光亮度就增大;环境光照强,发光亮度就减暗。

当开关S拨向位置2时,它是一个普通调光台灯。

RP、C和氖泡 N组成张弛振荡器,用来产生脉冲触发可控硅VS。

一般氖泡辉光导通电压为60-80V,当C充电到辉光电压时,N 辉光导通,VS被触发导通。

调节RP能改变C充电速率,从而能改变VS导通角,达到调光的目的。

R2、R3构成分压器通过VD5也向C充电,改变R2、R3分压也能改变VS导通角,使灯的亮度发生变化。

当S拨向位置1时,光敏电阻RG取代R3,当周围光线较弱时,RG呈现高电阻,VD5右端电位升高,电容C充电速率加快,振荡频率变高,VS导通角增大,电灯两端电压升高、亮度增大。

当周围光线增强时,RG电阻变小,与上述相反,电灯两端电压变低,高度减小。

四、实验步骤调试时,将RP调到阻值为零位置,S置于位置2,用万用表测电灯两端交流电应在200V 以上,如低于200V可略减小R1或增大R3阻值,使之达到要求。

光敏电阻RG应安装在台灯底座侧面台灯光线不能直接照射的地方,用来感受周围环境照度。

调光台灯的灯泡宜用40W 的白炽灯。

调整好的电路即可投入使用;S拨向2为普通调光台灯,调RP可选择适当的高密度;S拨向1为自动台灯,先调RP选择好适当亮度,如环境照度变暗时,台灯亮度会逐渐变亮,增大照度。

路灯控制电路设计

路灯控制电路设计


( 西安航空职业技术学院 电子工程系 ,陕西 西安
7 08 ) 10 9
(e a t e t o l c r n c E g n e i g i a e o a t c l P l t c n c I s i u e D p r m n f E e t o i n i e r n ,X ’ n A r n u i a o y e h i n t t t ,
Hale Waihona Puke K y r s: C o k C r u t;L m o t o e wo d lc ici a p C n r l;S n l — h p D 3 2;P e i i n i g e c i ; S1 0 r c s o
0 引言
采用 8 C 2单片机控 制时钟发生, 95 由红外和光检 测来控 制路灯的功能 。 在各个环节我们都尽 量采用最合理和性价 比 最好的元件 和集成芯片来获取数据,使试验结果尽量 准确 。
图一所示即为本系统 的原理框 图。
路灯照 明系统是城市建设 的重要组成部分 , 保证城市路
灯 处于 良好状态, 不仅 关系着人 民生活 、 生产 发展 、 交通安全
和社会治安, 而且对于提供 良好 的投资环 境, 吸引外商 投资,
促进经济腾飞, 起着非 常重要 的作用。传统 的路灯 控制采用 光控 、 时控方式, 这种 方式存在着可靠性差 、 维护不 方便等缺
关键词 : 时钟 电路 ;路灯控制 ;单片机 ;D 1 0 ;精度 S 32
中图分类号 :M 2 .l T 8 3O 文献标识码 : B 文章编号 : 6 1 4 9一 2 1 )— 2 2 0 l 7 — 7 2 (0 05 0 0 — 4
Ab t c : T i t e t a p s s e o s s s f c o k i c i sr t a h s s r e l m y t m c n i t o l c c r u t, l m c n r l c r u t, L D d s l y i c i a p o t o i c i C i p a c r u t,

光控路灯自动控制器电路图

光控路灯自动控制器电路图

光控路灯自动控制器电路图:路灯自动控制器,是天黑自动开灯、天亮自动关灯的装置,能节约劳力、电力和延长灯泡寿命,能自动根据天气晴或阴来推后或提前开灯时间。

适用于工矿、街道、航标等外部照明控制,亦适合电力供应紧张地区的家属照明在天亮后自动关断电源,以节约生活用电。

工作原理如图所示。

接通220v交流电源,电容C4两端将获得十12v直流电压。

天黑时.光敏电阻RG呈高阻,三极管VTl、v1.2均截止。

继电器KMl未通电,KMl的触点2—3闭合。

交流继电器KM2路灯自动控制器,是天黑自动开灯、天亮自动关灯的装置,能节约劳力、电力和延长灯泡寿命,能自动根据天气晴或阴来推后或提前开灯时间。

适用于工矿、街道、航标等外部照明控制,亦适合电力供应紧张地区的家属照明在天亮后自动关断电源,以节约生活用电。

工作原理如图所示。

接通220v交流电源,电容C4两端将获得十12v直流电压。

天黑时.光敏电阻RG呈高阻,三极管VTl、v1.2均截止。

继电器KMl未通电,KMl的触点2—3闭合。

交流继电器KM2通电工作.KM2的触点l—2、4—5闭合,发光二极管vD3显示$情号指示,照明灯H自动燃亮。

天亮时,RG呈低阻,VT1获基极电流而导通,其射松输出高电位使vT2饱和导通。

kMl动作,KMl的触点2—3断开,KM2断电而释放,KM2的触点2-3闭合,4-5断开,vD3将显示绿色信号指示,路灯H自动熄灭。

其中,电阻R1,电容c1起延时作用,以防止夜间闪电干扰而导致电路误下作。

R2为限流电阻。

电阻R3、电位器RP为vTl的偏置电阻,调节P可改变vTl、vT2的导通电压。

二极管vDl为保护二极管。

电容c2用于消除继电器KMl的吸合及释放可能产生的抖动现象。

电阻R5、电容c3为消火花电路。

二极管vD2、电容c4为半波电流。

时控及光控的校园LED节能路灯设计

时控及光控的校园LED节能路灯设计

• 150•目前大学校园里使用的路灯存在不少的缺点:第一,功耗高,许多学校的路灯不是节能灯。

第二,更为重要的现实问题是使用时的能源浪费问题,即在进入傍晚或黎明时,外界自然光亮度尚可,而一般校园路灯没有相应的控制手段,使路灯处于较弱的亮度来节省能源;而在午夜至黎明的这段时间校道上基本无人,路灯的持续照明则会造成能源的不必要浪费,而直接断电则有人经过而路灯却不亮会造成行人不便。

因此,根据学校路灯实际使用情况,即:傍晚和黎明时分有自然光的补充,路灯无需充分点亮,午夜至黎明人流稀少,路灯无需时刻保持点亮状态,设计一种依据时间需求和自然光辐射、人体红外光辐射的双重控制路灯是符合校园路灯实际使用和节能需求的。

1 系统设计目标与要求本设计的目标是根据校园路灯实际使用的情况,采用在照明时间上进行控制、及光电传感器对人体红外光、自然背景光的感应,设计出一种具有高节能且能够实现高品质照明的时控及光控双重控制模式的校园智能LED 节能路灯,将实现:①在傍晚或黎明时依据自然光的明暗来控制路灯相应的亮度;②从午夜12点至凌晨6点熄灭路灯,该时间段内若有人经过则自动短时间亮起路灯以进行照明的功能。

2 系统结构设计本设计将采用单片机作为主控芯片,外界光信息的采集用红外热释电传感器、硅光电池等来实现,用ADC 进行模数转换,采用时钟芯片来提供时间参考,用以照明的LED 灯的亮度控制电路采用PWM 调制,采用光敏电阻进行开关电路的搭建。

智能路灯控制系统的原理设计总方案如图1所示。

图1 智能路灯控制系统的原理框图3 硬件设计3.1 主控芯片由于STC89C52RC 单片机具有价格低、使用方便、资料多、可在线下载等诸多优点,本设计选用其作为主控芯片,该芯片是一种高性能低功耗的CMOS 结构8位微CPU ,其具有8K 字节容量的可编程Flash 存储器,512字节随机存储,32位信号输入输出线,虽然STC89C52RC 单片机仍然使用MCS-51内核,但其做了很多的改进。

路灯节电控制电路设计

路灯节电控制电路设计

路灯节电控制电路设计
随着能源资源的日益短缺,节能成为了当今社会的重要议题之一。

在城市管理中,路灯的能耗一直是一个不容忽视的问题。

为了解决这个问题,设计一种能够控制路灯节电的电路就显得尤为重要。

这种路灯节电控制电路的设计可以基于以下原理:根据光照强度自动调节路灯的亮度和开启时间。

具体的控制电路可以分为以下几个部分:传感器,控制器和继电器。

传感器负责检测周围环境的光照强度,可以选择光敏电阻(LDR)或者
光敏二极管作为传感器元件。

当光照强度低于一定阈值时,传感器会发出信号给控制器。

控制器是整个电路的核心部分,负责接收传感器的信号,并根据预设的亮度和开启时间要求,控制继电器的工作状态。

控制器可以采用单片机或者微控制器来实现,通过编程来控制亮度和开启时间的调节。

继电器作为一个开关,负责控制路灯的通断。

当控制器接收到传感器发出的信号时,控制继电器闭合,使得路灯亮起;当光照强度高于一定阈值时,控制器控制继电器断开,将路灯关闭。

此外,在设计电路时,还可以考虑添加时间延迟功能。

即当光照强度
低于阈值一段时间后,才控制继电器闭合,避免因短暂的光照变化而频繁地开关路灯。

这可以通过在控制器中添加时钟模块实现。

总之,路灯节电控制电路的设计可以帮助节约能源,减少能源浪费。

通过根据光照强度自动调节路灯亮度和开启时间,可以有效地降低能耗,实现节能环保的目标。

在未来的城市管理中,这种节电控制电路将会发挥重要的作用。

路灯自动控制电路

路灯自动控制电路

路灯自动控制电路路灯是校园的一道风景,也是校园照明不可缺少的设施。

目前很多的学校还要采用人工控制方式来控制路灯的开关,因为控制人员和控制开关一般处于室内,所以就难免出现了路灯早开、晚开、早关、晚关等一系列问题。

这不仅仅影响了全校师生的工作活动,同时也会造成电能浪费。

为了能在适当的时候打开路灯为师生服务同时使控制智能化更安全化,应使用自动控制装置。

本设计采用光敏电阻和通用集成运放LM324作为光照强度传感器,当光照强度变化的时候光敏电阻的阻值也跟着变化,从而使LM324的输入电压变化,当变化到一定值的时候LM324的输出会产生突变,利用LM324的输出去控制继电器,从而达到控制路灯的目的。

然后利用数电集成电路制作一个时钟电路,时钟定时电路可以控制半夜灯,即是凌晨时候只点亮50%的路灯,而且路灯功耗降低到原来的70%。

时钟定时电路同时还具有控制路灯系统的功能,这样就有了故障保护,保证了夜间照明。

本设计还具有路灯工作时间计时功能、定时时间可调等功能,是多功能路灯自动控制电路,能满足校园照明等需要。

电源部分整流滤波各种电子电路都要求用稳定的直流电源供电,由整流滤波电路可输出较为平滑的直流电压。

整流部分采用桥式整流,使用1N4001硅整流二极管。

其最高反向工作电压(峰值)为50V,最大整流电流为1A,正向压降小于等于1V,反向电流小于5uA。

因此整流二极管1N4001能满足电路的需要。

本设计采用3300uF有极性电容进行信号滤波。

直流稳压表1 7806三端稳压器的参数(Ci=0.33μF,C。

=0.1μF, Ta=25℃ )输出电压范围(v)最大输入电压(V)最大输出电流(A)△V0(温度变化引起)(mV/℃)器件压降(Vi-V0)(V)输出电阻MΩ5.75~6.25 35 1.5 ±0.7(I0=50OmA)2~2.5(I0=lA) 17本设计采用大部分CMOS集成CD4000系列集成块,它们的供电电压允许在+3~+18V范围内,还有整个电路运行所需要的最大电流是500mA,最大输出电阻远小于17mΩ。

电工电路-光控照明灯电路详解

电工电路-光控照明灯电路详解

电工电路-光控照明灯电路详解
光控照明灯电路利用管敏元件自动控制照明灯。

光控照明灯电路组成
光控照明灯点路见下图。

该电路利用光敏电阻进行照明控制。

白天光线强,光敏电阻阻值小,继电器不动作,照明灯不亮;晚上光线暗,光敏电阻阻值变大,继电器导通,照明灯点亮。

该电路由照明电路、电源电路、控制电路构成。

电源电路由桥式整流堆、电阻R6,电容C3构成;
照明电路由照明灯、继电器构成;
控制电路由光敏电阻MG、继电器KM、电阻、电容,三极管、稳压二极管构成。

光控照明灯电路工作过程
白天工作过程
1)220V交流电引入电路后,经过电阻R6,电容C3降压,桥式整流后,经电阻R7,稳压二极管VS2稳压后,形成+12V直流电,为控制电路供电。

2)光敏电阻MG在白天阻值小,三极管VT1,VT2,VT3都处于截止状态,继电器KM不动作,常开触点KM-1断开,照明灯供电断路,灯不亮。

夜晚工作过程
1)夜晚光敏电阻MG阻值变大
2)因MG阻值变大,VT2基极电压上升,电压升高到足以使VT2导通,为VT1基极提供导通电流,从而使VT1和VT3导通3)随着VT1和VT3导通,继电器KM动作,常开触点KM-1接通,照明电路通路,照明灯EL点亮。

自动光控制路灯电路设计(已实现)

自动光控制路灯电路设计(已实现)

电子线路课程设计题目路灯控制器设计专业班级09物电电信一班学生姓名徐旷怡陈梦达周吉指导教师张丹二O一二年十一月路灯控制器的设计设计说明:安装在公共场所或道路两旁的路灯,通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启或者自身亮度,同时可以对消耗的电功率进行测量。

实验时用1W白光LED (3.3V@300mA)代替路灯,用调光台灯替代环境光线变化。

(LED采用恒流供电,电流变化可以与LED亮度的变化约为线性变化。

)设计要求:基本部分1、自制电路供电的稳压电源;2、LED采用恒流供电。

3、该控制器具有环境亮度检测和控制功能,当处于暗(亮)环境下能够自动开(关)灯,为了演示方便,在现场演示时,当调光台灯(模拟自然光)较暗(较亮)时相当于暗环境(亮环境),此时另一个白光LED(模拟路灯)将被点亮(熄灭),以此实现光控功能。

发挥部分1、设计一个环境光线检测器,其输出电压能随光线近线性变化;2、受控的LED灯能随环境光线的明暗变化调整亮度,使在LED灯光照射范围内的光照强度保持恒定。

一、设计方案为了实现LED灯随环境光线的明暗变化调节亮度,我们使用了光敏三级管3DU33和运算放大器构成的基本电路。

通过光敏三级管得感光特性控制第一级运算放大器的输入电压,然后通过反馈来调节LED灯的明暗变化。

实现该电路的电路原理图如下:图1二、原件清单三、电路原理我们设计的电路原理图可以分为三个组成部分:电压控制电路,运算放大器比较电路和电流负反馈电路。

1、运算放大器比较电路如图2,电压控制电路是根据3DU33的感光特性来控制支路电压值得变化。

当有光照(1000lx)的情况下流过光敏三极管的光电流有10mA,这时电阻R1(1k)就会分得大部分电压,于是支路的电压就很小甚至为零;反过来,当环境光线不充足时,流过光敏三极管的暗电流只有几十微安,这时电阻R1分压就会降低,支路就会获得更大的电压。

通过光敏三极管的特性进行线性分压,从而能很好的控制运算放大器输入电压的变化来调节LED灯。

基于NE555构成的光控路灯电路设计

基于NE555构成的光控路灯电路设计

基于NE555构成的光控路灯电路设计一、电路设计1、实现功能简介:通过NE555定时器和由滑动变阻器等效的光敏电阻等构成简单电路实现路灯的智能化控制,使其白天熄灭,晚上自动点亮。

2、电路原理图:3、电路工作原理:该光控自动路灯的电路是电容C1、C2和二极管D1~D4组成电容降压,桥式整流电路,1R、R2为泄放电阻,稳压二极管D7将前级整流过的电压稳定在12V左右,以此作为NE555的工作电压,C3为电源滤波电容,能有效的抑制整流电压波纹,得到平滑的直流电压。

电路中NE555接成双稳态电路。

R3等效为光敏电阻,和电位器组成简单的分压器。

NE555的2脚和6脚接白天光敏电阻阻值大约为1KΩ,3脚输出端为低电位,电位器不工作,路灯不亮。

当夜幕降临时,光敏电阻因为接收光照减少而呈现高阻态。

当2、6脚电位在三分之一电源电压以下时双稳态电位器被置位,3脚输出高电位,继电器导通从而使路灯导通发光。

通过调节电阻R4可以改变光敏电阻灵敏度,当R4减小时,则路灯亮刚亮时R3临界电阻也减小,即在外界光强较强时路灯就亮,灵敏度提高。

同理当电阻R4增大时,灵敏度降低。

C4为滤波电容,用以提高5脚电位的稳定性。

二极管D5并在继电器线圈两端,可以保护集成电路不受线圈自感电动势作用而损坏。

二、电路仿真结果:经过测试,当电阻R4为150k Ω时,R3为高阻值时3脚输出端为高电平,输出端由高电位跳变为低电位时R3阻值为50k Ω,R3为低阻时3脚输出端输出低电平,并且输出端由低电平跳变为高电平时R3阻值为200k Ω。

则:VV V T 91215050150=∙⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+VV V T 512150200150≈∙⎪⎭⎫⎝⎛+=-V V V V T T T 4=-=∆-+理论值:VV V CC T 832=∙=+V V V CC T 431=∙=-V V V V T T T 4=-=∆-+示波器测量各点波形如下:图二图三图四经过查找资料,白天光敏电阻阻值大约为1KΩ,晚上为200KΩ以上,因此所设计电路能实现设计要求。

两个简单易制的光控照明灯电路

两个简单易制的光控照明灯电路

两个简单易制的光控照明灯电路2009-12-24 19:05光控照明适用于路灯等公共场所的照明自动控制。

下面介绍两个很简单的光控照明灯电路,采用可控硅和光敏电阻为主要元件,制作很方便,可用于要求不高的场合。

简单易制的光控照明灯(一)电路图电路原理可控硅VS构成电灯H的主回路,控制回路由二极管VD和电阻R与RG组成的分压器构成。

二极管VD的作用是为控制回路提供直流电源。

白天自然光线较强,光敏电阻器RG呈现低电阻,它与R分压结果使可控硅VS的门极处于电平,可控硅VS关断,灯H不亮。

夜幕来临时,照射在RG上的自然光线较弱,RG呈现高电阻,故使VS的门极呈高电平,VS因获得正向触发电压而开通,灯H点亮。

改变电阻R的阻值,因改变它与RG的分压比,故可以调整电路的起控点,使电灯在合适的光照度下开始点亮发光。

本电路另一个特点是它具有软启动功能,因为夜幕降临时,自然光线是逐渐缓慢变弱,所以光敏电阻器RG的阻值是逐渐变大,VS门极电平也是逐渐升高,所以可控硅VS由阻断态变为导通态要经历一个微导通与弱导通阶段,所以电灯H有一个逐渐变亮的软启动过程。

当VS完全导通时,流经电灯H的电流也是半波交流电,即电灯是处于欠压工作状态。

这两个因素对延长灯泡使用寿命极为有利,所以本电路十分适宜路灯使用,可免去频繁更换灯泡的麻烦。

元器件选择VS采用触发电流较小的小型塑封单向可控硅,如2N6565、MCR100—8型等(0.8-1A/400—600V)。

VD用1N4007型等硅整流二极管。

RG可用MG45型非密封型光敏电阻器,要求亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好,R可用RTX—1/8W 型碳膜电阻器,灯H宜用100W以下白炽灯泡。

制作调试本电路一般情况下,不用作任何调试,即可投人使用。

如嫌电路起控点不合适,可以适当变更电阻R的阻值。

R阻值大,起控灵敏度低,即环境自然光线要求比较暗的情况下,电灯H才点燃;R阻值小,起控灵敏度高,即环境光线稍暗,电灯H即点亮。

路灯控制器电路图

路灯控制器电路图

路灯控制器电路图
工作原理:如图1所示。

当光照度逐渐减弱,光敏电阻的电阻值逐渐增大,A点电压随Cds的增大而降低,B点电压亦随之下降。

当B点电压降至IC的下限电压VIL即
1/3VCC时,IC的第三脚输出由原来的低电位变为高电位,推动三极管C、E导通,使得原本是NC继电器切换到NO 绿灯亮起。

如果此时光照度的波动引起B点电压在1/3VDD 上下波动,因不能达到2/3VDD,即IC 的上限电压VIH,所以IC的第三脚输出保持不变,即使此时偶然强光(例如:闪光灯)照射光敏电阻Cds引起A点电压突然高于2/3Vcc,因A点对C1充电,所以B点电压不能突然改变,IC的第三脚输出仍然保持不变。

图1 光控路灯自动控制电路图
直到第二天的黎明来临时,光照度逐渐增强,Cds阻值逐渐减小,A点电压随Cds阻值减少而上升,B点电压也随之上升,当B 点电压升至IC的上限电压VIH,即2/3Vcc 时,IC 的第三脚输出由原来的高电位变为低电位,使得三极管C、E间断路,继电器由NO切回到NC红灯亮起。

如果此时光度的波动引起B点电压在2/3Vcc上下波动,因不能达到
1/3Vcc,即IC的下限电压,所以IC的第三脚输出
保持不变。

C1的充电回路,利用戴维宁等效电路,可改为图2所示光控路灯控制电路
电容充电的电压图2其中
Rth=(R1//RCDS)+R2
Eth=Vcc*(R1//RCDS)
Rth*C1=时间常数NE555双稳态的动作原理即是一个窗型比较器,其输入与输出电压的关系如图3
所示图3。

太阳能路灯控制器电路图

太阳能路灯控制器电路图

太阳能路灯控制器电路图2010-11-14 14:00太阳能路灯控制器电路图1 .工作原理电路原理见图 1 所示。

该电路由以 U5 为核心组成的蓄电池过充电控制电路、以 U 4A ~U4D为核心组成的蓄电池电压指示电路及显示电压按钮开关 KS1 电路、以 U1B 组成的蓄电池过放电控制电路、以 U1A组成的开灯检测控制电路、以 U2 组成的开灯及延时熄灯及二次开灯定时控制电路,以及以控制三极管Q2驱动继电器组成的输出控制电路等组成。

现分别介绍如下。

(1) 过充电、过放电检测保护部分太阳能电池组件板或阵列由插口 CZ1 的①脚输入,加至防反充电二极管 D2 的正极.D2的负极接 12V 蓄电池的正极,即 CZ1 的③脚。

控制器在初始上电时,由于 C4 的作用使U5②脚为低电平,③脚输出高电平,Q7 导通; Q8 截止,允许太阳能电池给蓄电池充电。

当蓄电池所充的电压小于 14 . 4V 时,由R13 、 (R38 十R39) 组成的串联分压电路送至 U5 ②、⑥电压低于 2 / 3 U5 的供电电压时,即小于6V,电路维持充电状态;随着充电时间的延长,蓄电池电压逐渐升高,当U5 ②、⑥的电压高于 2 / 3 U5 供电电压时,U5③脚输出低电平, Q7 截止、 Q8 导通,给太阳能电池板泄放电流,停止对蓄电池充电。

在U5③脚输出低电平的状态下,其⑦脚导通,相当于将 1140 并入电路中。

此时电路的分压比为: R38+ R39 // R40/IRl3+(R38+R39) // R40 ,不难算出,当蓄电池电压低于设定值 13V 时.电路状态再次翻转,U5③脚输出高电平,允许蓄电池充电。

(2) 开灯检测方法与控制太阳能电池板是一个很好的光敏元件,其输出电流、电压能随着接受光的强度和照度变化而变化,本控制器就是利用这一原理实现开、关灯控制的。

太阳能电池板PVin 输入电压经 R5 、 R6 串联分压后;加至运放U 1A ②脚,其③脚接于 R9 、R8+VR1的分压点上。

简易实用的光控路灯电路设计分析

简易实用的光控路灯电路设计分析

E c l 进 行 处 理 ,E c l 能 强 大 、 而 且 易 x e来 x e功 学 易 用 ,是 一 个 常 用 的 办 公 自动 化 软件 。 ( ) 实 时 数 据 的W B 布 功 能 4 E发 系 统 的 实 时数 据 的 W B 布 功 能 可 以支 持 E发 W b 问,客户端 无需安装监测 系统 ,可直接 e访 通 过 I 浏 览器 登 陆 , 因 此 , 该 功 能 可 保 证 公 E 司管 理层 ,下 属各供 水企业 间相 互及 时 了解
光控 电路 部分 是模 拟 电子 技术 的典 型应
用 ,具体电路见图1 的左半部分 。 中 工 作 原 理 : 白 天 光 线 较 强 时 , R 呈 低 G 阻 , V l 和 导 通 ,V 2 止 ,V 3 通 ,V 4 T饱 T截 T导 T 截 止 ,继 电器K ( 常开 )不 工 作 ,路 灯 E 不 亮 ;反之 ,夜 晚光 线较弱 时,R 呈高 阻,V 1 G T 和 V 3 止 ,V 2 V 4 通 。 T截 T和 T 导

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简易实 用的光控 路灯 电路设计 分析
文 ◎ 崔 豪 杰 ( 马 < 州 > 车 有 限 公 司 河 南 郑 州 ) 海 郑 汽
摘 要 : 光 控 路 灯 电路 就 是 能 点 亮 路 灯 , 在 黎 明 时 自动 熄 灭 路 灯 , 实 现 对 路 灯 的 自动 控 制 , 光 控 路 灯 电路 的 实 现 方 式 , 种 类 繁
具。
常会 出现 因领 导变 换 而 改 变报 表 需求 的情 况 , 因 此 报 表 的 制 作 最 好 简 单 易 学 ,方 便 供
水 公 司 人 员 随 需 订 制 , 建 议 报 表 系 统 采 用

基于单片机的光控路灯设计含程序和仿真图

基于单片机的光控路灯设计含程序和仿真图

摘要随着社会文明的不断发展,城市照明已经不仅仅局限于街道的照明,而更是发展成为了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。

本系统采用51单片机和相关的光电检测设备来设计智能光控路灯控制器,利用单片机可编程控制八位逻辑I/O端口实现路灯的智能化,达到节能、自动控制的目的,避免了传统电路对能源的浪费,且路灯的自动控制更方便了工作人员的管理。

而且所用的路灯采用LED灯,众所周知,LED是目前最为节能的发光元件,通过采用LED发光可以节省大量的电能,因此,智能光控节能路灯必将在未来得到广泛的应用。

本设计方案采用光线强度、时间以及道路车流量的三重模式控制,在很大程度上做到了“随需而控”,同时符合了当今社会所倡导的节约型、可持续性发展的标准,因而拥有良好的可行性和具有很大的实用价值。

本设计是以光敏电阻对于外界光线强弱的感应能力为基础进行的路灯自动化控制系统设计。

当光线强度弱到一定程度的时候,路灯就会自动灭掉;当光线强到一定程度的时候,路灯就会自动开启。

本设计以当外界光线强度弱到使光敏电阻阻值大于等于200欧的时候,LED灯会自动开启;小于200欧的时候,自动关闭。

关键字:单片机,光敏电阻,LED,路灯照明目录摘要 (1)绪论 (3)一、目标及任务 (4)二、硬件设计2.1 主要模块构成 (4)2.2电路设计 (9)2.3 系统流程 (11)三、系统的软件设计3.1详细步骤 (11)3.2 具体程序设计 (12)3.3 系统软件执行流程 (12)四、结论与设计调试4.1结论 (14)4.2课程设计过程中遇到的主要问题以及解决办法 (14)五、心得体会 (15)六、参考文献 (16)七、附录(仿真图、源程序) (17)绪论随着社会的发展,路灯已经成为一个城市的照明系统中不可分割的一部分,在城市照明中发挥着举足轻重的作用,而其所依靠的就是路灯自动化控制系统。

但当前大多采用的是定时的路灯自动化控制系统。

其通常都是采用全夜式开启路灯的自动化控制系统。

光控路灯实验报告

光控路灯实验报告

一、实验目的1. 理解光控路灯的工作原理。

2. 掌握光控电路的设计与搭建方法。

3. 体验光控技术在实际应用中的节能效果。

二、实验原理光控路灯是一种根据环境光线强度自动控制路灯亮度的照明设备。

其基本原理是利用光敏电阻(或光敏二极管)检测环境光线强度,当光线强度低于设定阈值时,路灯自动开启;当光线强度高于设定阈值时,路灯自动关闭。

光控路灯系统主要由光敏电阻、放大电路、比较电路、执行电路等组成。

三、实验仪器与材料1. 光敏电阻2. 运放IC(如LM358)3. 继电器4. 电阻、电容5. 电源6. 路灯7. 电路板8. 万用表四、实验步骤1. 设计光控电路根据实验要求,设计光控电路原理图。

光控电路主要由光敏电阻、运放IC、比较电路、执行电路等组成。

2. 搭建光控电路根据原理图,在电路板上搭建光控电路。

首先,将光敏电阻与运放IC的输入端相连,再将运放IC的输出端与比较电路相连。

比较电路用于将光敏电阻检测到的光线强度与设定阈值进行比较,当光线强度低于阈值时,比较电路输出高电平,点亮路灯;当光线强度高于阈值时,比较电路输出低电平,熄灭路灯。

3. 调试光控电路使用万用表测量光敏电阻在不同光线强度下的阻值,并根据实验要求设定阈值。

调整比较电路中的电阻和电容,使比较电路在光线强度低于阈值时输出高电平,在光线强度高于阈值时输出低电平。

4. 测试光控路灯将搭建好的光控电路与路灯连接,并接通电源。

观察路灯在不同光线强度下的开关情况,验证光控路灯的工作原理。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验,成功搭建了光控路灯电路,并实现了路灯的自动开关。

在光线强度低于阈值时,路灯自动点亮;在光线强度高于阈值时,路灯自动熄灭。

2. 实验分析本实验成功验证了光控路灯的工作原理。

光控电路通过光敏电阻检测环境光线强度,并根据设定阈值自动控制路灯的开关。

光控路灯具有以下优点:- 节能:光控路灯在光线充足时自动熄灭,避免浪费电能。

- 环保:光控路灯可根据实际需要调整亮度,降低能耗,减少对环境的影响。

声光控制路灯电路的原理图设计_PROTEL课程设计

声光控制路灯电路的原理图设计_PROTEL课程设计

Protel课程设计任务书题目:声光控制路灯电路地原理图设计初始条件:熟练使用Protel 99se(或Protel DXP) 印制板设计系统,使用PROTEL软件,新建和加载原理图工程文件及原理图设计环境地设置,熟练掌握如何进行原理图设计、原理图仿真地方法,设计原理图并生成网表.要求具有较扎实地电子电路地理论知识及较强地实践能力,对电路器件地选型及电路形式地选择有一定地了解;具备电子电路地基本设计能力及基本调试能力.要求完成地主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、完成用声光控制路灯电路地设计.2、画出完整地声光控制路灯电路地原理图.3、分析声光控制路灯电路地原理.4、完成Protel课程设计报告(应包含电路原理图,原理分析,元件清单、设计总结).指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月目录一、课题地设计要求及意义 (1)二、设计思路 (1)1. 电路构成 (1)1.1直流供电电路 (1)1.2控制电路分析 (2)2. 元件及其在电路中组成地单元电路 (2)三、需备元件清单 (4)四、电路原理图及分析 (6)1.电路设计原理图 (6)2. 电路分析 (7)2.1整流桥整流电路 (7)2.2控制电路 (7)2.3光控电路 (8)2.4声控电路 (9)2.5延时电路 (9)五、使用99SE绘制原理图 (10)1. 原理图设计、绘制地过程 (10)2. 绘制电路图 (10)3.生成网络表 (14)六、PCB(印刷电路板)制作 (16)1.创建PCB文件 (16)七、心得体会 (19)附录一 (20)附录二 (21)附录三 (22)参考文献 (23)一、课题地设计要求及意义此次我们组需要设计地电路是声光控制路灯电路,在此电路中,我们希望达到地目地是,使电路能根据声音和光线地作用自动发光,并且自动熄灭.在白天强光照射时,电路中灯泡不发光;而晚上无灯光或被遮光,并且有声响时灯泡发光,且延续30秒后熄灭. 此电路图地设计主要是基于用声光控延时开关代替住宅小区地楼道上地开关,只有在天黑以后,当有人走过楼梯通道,发出脚步声或其它声音时,楼道灯会自动点亮,提供照明,当人们进入家门或走出公寓,楼道灯延时几分钟后会自动熄灭.在白天,即使有声音,楼道灯也不会亮,可以达到节能地目地.声光控延时开关不仅适用于住宅区地楼道,而且也适用于工厂、办公楼、教案楼等公共场所,用途非常.二、设计思路1. 电路构成设计该电路主要由四与非门CD4011集成块构成,电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成.控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计.图1.电路构成图1.1直流供电电路四只整流二极管D1~D4J接成电桥地形式,固有桥式镇流之称.整流桥地D1~D2连接处称共阴极,用“+”标记,即电流从此处流出,D3~D4连接处称为共阳极,用“-”标记.1.2控制电路分析控制电路由四与非门CD4011、光敏器件、接收声音器件、声控器件等元器件组成. 白天,要使光敏器件在阳光照射或光线较亮地情况下控制灯不亮;夜晚,由于光敏电阻没有受到阳光照射,这时声控器件开始起开关控制作用,当有声音信号被接收声音器件接收到后,灯亮.1.3延时电路由电容器件和电阻器件组成,通过电容地充放电来维持灯泡地点亮状态,延时地时间由电容地容量及电阻地阻值来决定.2. 元件及其在电路中组成地单元电路2.1电容在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号.电容器地选用涉及到很多问题.首先是耐压地问题.加在一个电容器地两端地电压超过了它地额定电压,电容器就会被击穿损坏.电阻与电容在电路中组成延时电路 .2.2二极管二极管最明显地性质就是它地单向导电特性,就是说电流只能从一边过去,却不能从另一边过来(从正极流向负极).二极管种类有很多,按照所用地半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管).根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等.四个二极管可组成整流桥整流电路.2.3光敏二极管光敏二极管也叫光电二极管.光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似地,其管芯是一个具有光敏特征地PN结,具有单向导电性,因此工作时需加上反向电压.无光照时,有很小地饱和反向漏电流,即暗电流,此时光敏二极管截止.当受到光照时,饱和反向漏电流大大增加,形成光电流,它随入射光强度地变化而变化.当光线照射PN结时,可以使PN结中产生电子一空穴对,使少数载流子地密度增加.这些载流子在反向电压下漂移,使反向电流增加.因此可以利用光照强弱来改变电路中地电流.光敏二极管可组成光控电路.2.4可控硅可控硅也称作晶闸管,它是由PNPN四层半导体构成地元件,有三个电极,阳极a,阴极k和控制极g .可控硅在电路中能够实现交流电地无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性好.在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它地身影.可控硅分为单向地和双向地,符号也不同.单向可控硅有三个PN结,由最外层地P极和N极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间地P极引出一个控制极.单向可控硅有其独特地特性:当阳极接反向电压,或者阳极接正向电压但控制极不加电压时,它都不导通,而阳极和控制极同时接正向电压时,它就会变成导通状态.一旦导通,控制电压便失去了对它地控制作用,不论有没有控制电压,也不论控制电压地极性如何,将一直处于导通状态.要想关断,只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向. 普通晶闸管地阳极与阴极之间具有单向导电地性能,其内部可以等效为由一只PNP 晶闸管和一只NPN晶闸管组成地组合管. 晶闸管在该设计电路中可组成控制电路.2.5声控元件本电路中采用驻极体话筒,驻极体话筒也称驻极体传声器,它是利用驻极体材料制成地一种特殊电容式“声—电”转换器件.驻极话筒内部结构及与原理:图2.驻极话筒内部结构驻极体话筒地工作原理:当驻极体膜片遇到声波振动时,就会引起与金属极板间距离地变化,也就是驻极体振动膜片与金属极板之间地电容随着声波变化,进而引起电容两端固有地电场发生变化(U=Q/C),从而产生随声波变化而变化地交变电压.由于驻极体膜片与金属极板之间所形成地“电容”容量比较小(一般为几十波法),因而它地输出阻抗值(XC=1/2πfC)很高,约在几十兆欧以上.这样高地阻抗是不能直接与一般音频放大器地输入端相匹配地,所以在话筒内接入了一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换.通过输入阻抗非常高地场效应管将“电容”两端地电压取出来,并同时进行放大,就得到了和声波相对应地输出电压信号.驻极体话筒内部地场效应管为低噪声专用管,它地栅极G和源极S之间复合有二极管VD,主要起“抗阻塞”作用.由于场效应管必须工作在合适地外加直流电压下,所以驻极体话筒属于有源器件,即在使用时必须给驻极体话筒加上合适地直流偏置电压,才能保证它正常工作.驻极体可组成声控单元电路.2.6 CD4011 CD4011是CMOS电路,内部是四个与非门,14个引脚,工作电压3~18V,频率约5MHz,输入/输出为CMOS电平.图3. D4011引脚图三、需备元件清单四、电路原理图及分析1.电路设计原理图图4.电路原理图2. 电路分析2.1整流桥整流电路图5.四个二极管组成地硅整流桥整流电路2.2控制电路图6.晶闸管控制电路单向可控硅可通过控制极G地电位地高低来控制它地导通与截止,起到开关控制地作用.2.3光控电路图7.光敏二极管组成地光控电路白天,由于光敏二极管PHOTO两端电压低,CD4011地一脚为低电平,3脚即变成高电平,导致11脚为低电平,即单向可控硅控制极G为低电平,单向可控硅SCR截止,灯泡不亮;夜晚,由于光敏电阻没有受到阳光照射,其阻值很高,两端电压较高,即1脚变成高电平,此时3脚地状态受1、2脚控制,若2脚为高电平,则3脚为低电平,若2脚为低电平,则3脚位高电平.2.4声控电路图8.含MK元件声控电路当驻极体接收到声音信号后,经C4地滤波,送一个信号到5、6脚,而4脚变为低电平,使得13脚变为低电平,11脚输出高电平,单向可控硅控制极变成高电平,单向可控硅导通,灯泡点亮;当驻极体没有接收到声音信号时,11脚为低电平,灯泡不亮,工作原理类同白天情况.2.5延时电路图9.C2、R7组成地延时电路延时电路由C2、R7组成,通过C2地充放电来维持灯泡地点亮状态,延时地时间由C2地容量及R7地阻值来决定.五、使用99SE绘制原理图1. 原理图设计、绘制地过程图10.原理图设计流程图2. 绘制电路图1)新建ddb.设计,并修改文件名.图11.新建d d b.文件2)创建并设计一个原理图文件在创建好一个设计工程后,下一步是穿件一个原理图文件.选取File/New...打开New Document 对话框,选取新建文件文件后出现以下如图12.对话框,点击Schematic Document,出现如图13.界面,在该界面可设计图纸大小.图12.新建SCH文件对话框图13.创建新地原理图文件3)添加元件库在放置元件钱,需先将所需元件所在地元件库载入内存.添加元件库地步骤如下:①点击原理图文件窗体上地,在下拉菜单中点击打开窗口如下图14.所示.图14.元件库添加/删除对话框②点击所需地元件库,再点击按钮,即可添加或删除相关元件库.3.放置元件在元件库里寻找需要地元件,按“防止”选用元件,Tab设置元件属性,放置在工作区,如下图15.与图16.所示.图16.元件属性编辑对话框图15.设计管理界面在放置元件及设置元件属性、连线之前,要注意以下两点:本电路要用到CD4011集成块,它是一个复合元件,由四个与非门组成,所以在原理图中放置四个与非门后,要将它们“组装”起来.“组装”地过程是用Tab键分别设置四个与非门元件地属性,将它们地库名字(CD4011)、封装号(DIP14)以及标号(A1)、部件类型(CD4011)都设置相同,将其部件分别设置为1、2、3、4.②由于原理图器件地管脚名称、序号与PCB封装地管脚名称、序号要相同.但有地元件不一定符合这一条件,这类问题比较常见,例如原理图中三极管地管脚序号为B、E、C,而PCB封装中管脚序号为1、2、3.在本DDB文件中,需要将D2、VD5、lamp地管脚名称由1和2改为A和K.4.元件放置好并元件属性设置完毕后,即可连线.选择连线工具条中地进行连线.完成电路图地绘制如下图:图17.绘制原理图3.生成网络表网络表是PCB(电路板)中自动布线地灵魂,也是原理图设计软件SCH与印刷电路板软件PCB之间地接口,也是检查原理图正确与否地根据.原理图完成后,可按照图18.地步骤生成网络表.图18.生成网络表对话框选取菜单下地创建网络表选项则弹出如图19.所示.直接点击确定键就可生成网络表文件.网络表文件包括两部分:一对方括号之间是一个元件地属性.包括序号、封装号、参数值.一对圆括号之间是连接某个接点地所有连线.对照原理图进行检查,看有无错误、遗漏.有问题就返回修改,再创建网络表,直到正确为止.至此,电路图SCH设计全部完成.六、PCB(印刷电路板)制作1.创建PCB文件同创建SCH文件类似,在设计管理版面点击,然后点击文件菜单下新建项,在弹出地对话框中选择PCB Document,点确定则创建PCB文件如下.如图20.图20.创建PCB文件双击该图标则进入PCB设计主界面,如图21.所示.图21.PCB设计主界面此界面底部为板层标签,用来在设计时快速地选择板层点击设计菜单下规则,如下图22.所示.图22.执行规则菜单命令更改设计规则,提前设计正确地参数.如图23.所示.图23. 规则对话框①在规则对话框内设置布线层、走线宽度、焊盘大小等要求.②定义边框在设计工作区地板层标签选择keepout layer如图24.所示.图24.工作区地板层标签然后选择工具条上地按钮,画边框.此时地边框不能太大,一定要闭合.待到布线完成后,再画精确地边框.③载入网络表文件注意:若有封装问题无法加载地点,需返回电路原理图,修改元件属性至正确后重新创建网络表,再加载.④将元件拖入画好地边框中,按照电关系布好后自动布线.自动布线器地运行结果如图25.所示.图25.PCB完整图七、心得体会通过本次课题地研究,不仅锻炼了自己地动手能力,也加深了自己对PROTEL软件更深一层地认识.由于原先对PROTEL软件地掌握非常薄浅,所以在开始做本次课题地时候遇到了好多困难,一直让自己很困惑.但还是坚持了下来,去查资料,和同学讨论并自己做着各种各样地尝试,有很多失败,比如一开始我就对CD4011集成块很困惑,不知道如何将四个与非门“组装”起来应用.最后通过和同学研究讨论,在网上查阅资料,最终通过尝试终于将它地“组装”弄明白.再有遇到地困难就是管脚问题,这个问题,也让我纠结了好久,但最后是通过网上搜了好久地资料才解决地.这也让我意识到封装库也不是绝对正确地,有要更改地引脚标号,需要调整地尺寸、焊盘直径等等因素要考虑.另外,在进行设计前要准确地理解电路原理,有明确地设计目标,正确地设计理念,才能出现好地产品.总之,本次课题研究不是那么顺利,但最终都基本上克服了下来,将电路图按照自己查找地资料完全设计了出来,并完成PCB电路板地生成.这次课设是实践与理论地一次结合,这是我在以前地学习中从未体验过地.在这次研究中,我认识到了于是独立思考地重要性,同时在必要地时候也需要与他人加强合作.我相信在这次课设中,我独立思考问题并解决问题地能力得到了提升.最终课设能相对完整地完成,也增加了我对自己地信心,证明了自己还不是那么差劲,并不是什么事情都不能独立完成.附录一元件清单:封装元件值元件标号AXIAL0.3 MIC MKAXIAL0.4 180K R1AXIAL0.4 24K R2AXIAL0.4 2M R3AXIAL0.4 120K R4AXIAL0.4 68K R5AXIAL0.4 2M R6AXIAL0.4 6.2M R7AXIAL0.4 30K R8DIODE0.4 DIODE VD5DIODE0.4 PHOTO D2DIP14 CD4011 A1FLY4 VD1~VD4 D1RAD0.1 152 C3RAD0.1 333~223 C4RAD0.1 681 C5RB.2./.4 100uF C1RB.4/.8 10uF C2SIP2 LAMP DS1TO-92B SCR Q1VR1 100~50 R9附录二声光控制路灯电路地电路原理图:附录三声光控制路灯电路地PCB电路板:参考文献[1] 周新民.工程实践与训练教程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2009.8[2] 吴友宇.模拟电子技术基础[M].北京:清华大学出版社,2009.5[3] 伍时和.数字电子技术基础[M].北京:清华大学出版社,2009.4[4] 蔡杏山.零起步轻松学protel99se电路设计[M].北京:人民邮电出版社,2009.8本科生课程设计成绩评定表指导教师签字:年月日。

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光电检测技术与应用课程设计题目: 光控节能路灯的电路设计组长: 张影组员: 夏飞凤、彭欢、赵楠楠专业: 电子科学与技术班级: 112班指导教师: 何恩杰2014 年 4 月 19 日安徽科技学院数理学院目录第一章概述1.1光电检测技术前景、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1 1.2课题作用、实用价值、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、1 1.3关于对该作品的发展前景的看法、、、、、、、、、、、、、、2 第二章主要器件基本原理2.1光电二极管的基本原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2 2.2光电三级管的基本原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3 第三章光控节能路灯电路的设计3.1主要内容、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 3.2基本要求、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 3.3设计方案及框图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4 3.4总体电路图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、53.5电路功能介绍、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、63.5.1白天电路显示、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、63.5.2夜晚电路显示、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、73.5.3光强控制显示、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、7 3.5.4报警显示、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8 3.5.5太阳能电池供电电路设想、、、、、、、、、、、、、、、、、、、8 3.5.6电路实际应用、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、93.6电路各器件参数与功能、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、9 3.6.1继电器、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、93.6.2与门74LS08、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、10 第四章课题总结4.1实验不足之处、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、10 4.2实验总结与心得、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11第一章概述1.1光电检测技术前景光电检测技术是一种非接触测量的高新技术。

它主要利用电子技术对光学信号进行检测,并进一步传递、储存、控制、计算和显示。

光电检测技术通过光学系统把待检测的非电量信息变换成为便于接受的光学信息,然后用光电检测器件将光学信息量变换成电量,并进一步经过电路放大、处理,已达到电信号输出的目的。

光敏二极管作为一种光电器件在光电检测技术中有着非常重要的作用。

在光电检测电路中,光电转换元件一般采用光敏二极管,通过对它微弱光电流的检测,来获取光信息或其它信息,其原理是把调制到光载波上的有用信号解调出来,实现光信号到电信号的转换。

1.2课题作用、实用价值所谓光控节能路灯,就是能够在黄昏时自动接通路灯的电源,在黎明时自动关闭路灯,实现对路灯的自动控制,而且更重要的是要求节能。

关于对路灯的自动控制的电路,基本原理是相同的,即利用自动控制理论如何实现自动控制。

实现方式可谓各式各样,五花八门,这也是由于具体的实用要求和环境的差异所决定的。

常见的控制方式有声控,光控以及声光结合的控制,当然还可以利用单片机,DSP等微控制器来实现。

在保证足够可靠性的基础上,为了尽量节约成本,利用简易的分立元件来实现,显得既经济又实用,在提倡节约型社会的今天无疑值得推广。

1.3关于对该作品的发展前景的看法无论大小城市都一定会有路灯,有路灯就一定要用电,而现在各个城市经济都飞速发展,许多城市都会出现用电紧张。

除去一些家庭的不合理造成的浪费,城市里许许多多的路灯所耗的电能也不是各小数目。

例如:四川省成都市内目前共有48.4*盏路灯,平均每盏耗电10250瓦每小时,每天耗电量很大,照这样计算每天将消耗888.2*瓦10的电能,一个月下来会是926.3*瓦,那么10.8*瓦,一年下来会是121093在过几十年将会多么可怕啊!而如果我们使用光控太阳能电路,这一切将会大大的改变。

因为每一天都有阳光,那么假如每盏灯都安上3块太阳能电池板,并且每块的供电量为100瓦每小时,那么每天就产生3600瓦电能,足够让一盏路灯工作14.4小时。

并且光控太阳能路灯的造价也不贵,这样,节约下来的电能就很可观了。

除此之外,我们还可以进一步改造,将路灯改小变成各个家庭所必备的日光灯,那么,我们很有必要利用太阳能。

光控太阳能路灯很有必要代替传统的路灯。

第二章主要器件基本原理2.1光电二极管的基本原理光电二极管时将光信息变成电信号的半导体器件。

它的核心部分是一个PN结,和普通二极管相比,在结构上不同的是,为了便于接受入射光照,PN结面积尽量的大一点,电极面积尽量小一点,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。

它们在反向电压作用下工作的,没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。

当有光照时,携带能量的光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对,称微光生载流子。

它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流越大,这种特性称为“光电导”。

光电二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流。

如果在外电路上接个负载,负载上就获得电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应的变化。

光电二极管作为一种光伏探测器可以在光伏型(即物外加偏压)和光导型(即物外加反向电压)两种工作模式工作。

在光导模式下,施加反向偏压后,可以增加光电二极管PN结的耗尽层宽度好和结电场,在耗尽层中产生的电子空穴对由于复合较少,在结区强电场的作用下,不必经过引起复合的扩散过程,就可以对电流作出贡献,显然提高了光电二极管的光电灵敏度。

但在这种模式下,由于给光电二极管施加了反向偏置电压,必然存在较大的暗电流由此会产生较大的噪声电流,通常在光通信等快速应用中应该使用该模式;而在光伏模式下,光电二极管处于零偏状态,不存在等效二极管的反偏电流,有较低的噪声,线性好,适合于比较精确的测量。

2.2光电三级管的基本原理光电三极管的原理分为两个部分:一是光电转换;二是光电流放大。

光电转换过程与一般光电二极管相同。

在集—基区进行。

光激发产生电子空穴对,在反向偏置的PN结内电场的作用下,电子流向集电极被集电极所收集,而空穴流向基区与正向偏置的发射结发射的电子复合,形成基极电流,基极电流将被集电极放大,这与一般半导体三极管的放大原理相同。

不同的是一般三极管的是由基极向发射结注入空穴载流子,控制发射极的扩散电流,而光电三极管的是由注入到发射结的光生电流控制的。

第三章光控节能路灯电路的设计3.1主要内容研究光敏二极管、光敏二极管、与门、非门、继电器等,设计一光控节能电路,实现节能路灯控制。

3.2基本要求1、研究光敏二极管、光敏二极管、与门、非门、继电器等器件的功能特性,实现节能。

2、设计光控节能路灯电路的功能框图。

3、设计光控节能路灯电路的实际电路图,要求功能仿真成功。

4、完成课程设计总报告。

3.3设计方案电路中,光控触发器电路由光电三极管、三极管、电阻器、电位器、发光二极管、与门、非门等组成,电源电路由电阻器、发光二极管、电位器组成,报警电路由电阻器、三极管、与门、报警器(用灯泡表示)组成。

在白天,光电三极管受光导通,7408N输出高电平,经过非门继电器获得低电平,发光二极管LED1不导通;当黄昏来临时,光照度逐渐减弱,光电三极管截止,7408N输出低电平,经过非门继电器获得高电平,LED1导通,发光;直到第二天黎明来临时,光照度逐渐增强,光电三极管导通,继电器获得低电平,于是LED1熄灭。

为了防止电路出现故障,在白天路灯也亮,在电路中添加了一个报警电路,以便工作人员及时知道出故障的电路。

电路框图如下:3.4总体电路图3.5电路功能介绍3.5.1白天电路显示在白天,光电三极管受光导通,7408N输出高电平,经过非门继电器获得低电平,发光二极管LED1(路灯)不导通。

3.5.2晚上电路显示当黄昏来临时,光照度逐渐减弱,光电三极管截止,7408N输出低电平,经过非门继电器获得高电平,LED1(路灯)导通,发光;直到第二天黎明来临时,光照度逐渐增强,光电三极管导通,继电器获得低电平,于是LED1(路灯)熄灭。

3.5.3光强控制显示傍晚光线不强时,光电三极管仍导通,LED1(路灯)保持熄灭状态,这时可以通过调节滑动变阻器使路灯亮起来。

3.5.4报警显示当白天时如果LED1(路灯)亮,光电三极管导通,则7408N两个输入端都是高电平,输出为高电平,再经过三极管放大后使LED4(报警器)工作。

当工作人员发现后,在同时断开开关2和C使报警器和路灯停止工作,在进行合适的检查和修理。

3.5.5太阳能电池供电电路设想在电路中,用V1、V3、V4表示太阳能电池板,其中V4为接收太阳光的地方。

当白天时D1光电二极管导通,即J7闭合,给蓄电池V3、V4充电,此时电磁继电器不导通,LED3(路灯)不亮。

当夜晚时,D1光电二极管截止,停止充电,此时继电器导通,使蓄电池放电,给LED3(路灯)提供电能,使路灯亮起来。

这样便不需要外部交流电供能,节约电能,保护环境。

但这个部分我们无法,仿真,只能简单说出思想,但我们相信会成功的。

3.5.6电路实际应用在电路中,当光电三极管损坏时,可以通过应急开关B(断开)使电路工作。

此电路可以不同的情况。

如果用在学校中,可以在晚上十二点通过断开开关C使路灯熄灭。

因为在学校一般在晚上十二点以后就使用不到路灯了,这样在合适的时间通过复位开关使路灯熄灭可以节约电能。

如果在城市中,那就用不到复位开关了。

因为这时要求路灯整晚都打开来使道路通行。

3.6电路各器件参数与功能3.6.1继电器电磁继电器由线圈绕上铁芯,形成电磁铁,当线圈导通时,电流使得铁芯暂时磁化,吸引铁枢使得触点吸合。

参数:①额定工作电压是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。

根据继电器的型号不同,可以是交流电压,也可以是直流电压。

②吸合电压是使继电器触点吸合的最小线圈电压(从小到大测试)。

释放电压是保证继电器触点释放的最大线圈电压(从大到小测试)。

③吸合电流是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。

在正常使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器才能稳定地工作。

而对于线圈所加的工作电压,一般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。

3.6.2与门74LS0874LS08是2输入四与门集成电路芯片,常用在各种功能的数字电路系统中.74LS08引脚功能图如下图所示:第四章实验总结4.1实验不足之处在实验中,电路设计虽说较为简单,但我们把基本的功能都实现了。

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