楼道触摸延时开关
触摸延时开关工作原理
触摸延时开关工作原理
触摸延时开关是一种可以通过触摸来控制电路延时开关的装置。
它通过对电路中的触摸板进行触摸，来实现对开关的控制。
以下是触摸延时开关的工作原理：
1. 触摸板感应：触摸延时开关通常由一个带有感应电路的触摸板组成。
当手指接触触摸板时，感应电路会产生电流信号。
2. 信号处理：感应电路会将接收到的电流信号转换为触摸信号，并将其发送到后续的信号处理电路。
3. 延时控制：信号处理电路会根据接收到的触摸信号来进行延时控制。
延时控制电路一般包括计时器和触发器等元件，通过对这些元件进行设定，可以控制开关的延时时间。
4. 电路切换：在设定的延时时间之后，延时控制电路会产生一个触发信号，用于触发电路的切换。
触发信号可以通过继电器、晶体管等元件来实现电路的切换。
5. 开关状态变更：根据触发信号，电路会切换至相应的状态。
开关可以是开启或关闭状态，这取决于延时控制电路中的设定。
通过以上的工作原理，触摸延时开关可以实现通过触摸触发电路的延时切换，从而实现对开关的控制。
它在电路控制方面具有便捷性和灵活性，能够广泛应用于各种需要延时控制的场景中。
声光控延时楼道灯控制电路的安装与调试
声光控延时楼道灯控制电路的安装与调试项目描述声光控延时楼道灯控制电路是利用声波为控制源的新型智能开关，它避免了繁琐的人工开灯，同时具有自动延时熄灭的功能，更加节能，且无机械触点、无火花、寿命长，广泛应用于各种建筑的楼梯过道、走廊等公共场所。
常见的声光控延时楼道灯如图所示。
图1 常见的声光控延时楼道灯知识准备1.电路原理图的识读电路原理图用于将该电路所用的各种元器件用规定的符号表示出来，并用连线画出它们之间的连接情况，在各元器件旁边还要注明其规格、型号和参数。
电路原理图主要用于分析电路的工作原理。
在数字电路中，电路原理图是用逻辑符号表示各信号之间逻辑关系的逻辑图，应注意的是，在逻辑符号上没有画出电源和接地线，当逻辑符号出现在逻辑图上时，应理解为数字集成电路内部已经接通了电源。
在图2所示的声光控延时楼道灯控制电路原理图中，CD4011为四个2输入与非门电路，其功能为有0出1，全1出0。
交流电源12V经桥式全波整流和VD2、电容C2滤波获得直流电压×12≈,经限流电阻R1，使VS稳压管有U=+稳定电压Z有所降低），而灯泡L串于整流电路中。
白天时，光敏电阻供给电路（灯亮时UZRG 阻值较小，与非门U1A 的②脚（TP4）输入为低电平0态，U1A 门被封锁，即不管U1A 的①脚（TP3）为何种状态，U1A 总是出1，U1B 出0，U1C 输入端（TP5）为0，U1C 出（TP6）1，U1D 出0，TP7为低电平，单向晶闸管VT2不导通。
在晚上天暗时，RG 阻值增大，TP4为高电平1态，U1A 门打开，TP3信号可传送。
若无脚步声或掌声，驻极体话筒MC 无动态信号。
偏置电阻（RP2、R4和R3）使VT1的NPN 三极管导通，TP3为低电平0态，则U1A 出1，其余状态与上述相同，晶闸管VT2控制极G 无触发信号，故不导通，灯泡L 不亮。
图2 声光控延时楼道灯控制电路原理图晚上当有脚步声或掌声时，驻极体话筒MC 有动态波动信号输入到放大电路VT1的基极，由于电容C1的隔直通交作用，加在基极信号相对零电平有正、负波动信号，使集电极输出端TP3有高电平动态信号为1态，因此使U1A 全1出0为负脉冲，而U1B 出1为正脉冲，二极管VD1导通对C3充电达5V,TP5也为1, U1C 出0，U1D 出1为高电平，经R7限流,在单向晶闸管VT2控制极G 有触发信号使VT2导通，桥式全波整流电路中串联的灯泡L 经晶闸管VT2导通，灯泡L 点亮。
楼道触摸延时开关基于MULTISIM
电子综合开发实践报告设计课题：楼道触摸延时开关专业班级：电信10级（2）班学生学号：**********学生姓名：***设计时间：2013.1.16信息科学与技术学院2013年1月电子综合设计楼道触摸延时开关一、设计任务与要求1、设计一个楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。
2、开关的延时时间约1分钟左右。
二、方案设计与论证楼道触摸延时开关的主要难点在于如何实现延时以及人用手触摸开关时候的安全性，延时可通过RC电路和继电器实现，延时时间可通过对RC电路的时间常数进行换算。
对此我想出了两种方案来设计。
原理框图如下所示：图2.1 楼道触摸延时开关原理框图方案一题目的要求是触摸延时，我首先想到的是用555定时器进行延时输出，通过把555定时器设定在手动单稳态触发，即把THR和TRI脚连接到RC串联回路之间再接开关实现，则当开关按下时，触发器由稳态进入暂态，输出为高电平，当开关断开时，由于RC回路的存在，C向R放电，经过时间T=1.1*RC后，才再由暂态变成稳态，若在555的输出端接一个常开继电器，则在有高电平输出时继电器闭合，则可导通楼道电灯开关，当延时一段时间后再打开，即电灯熄灭。
在实际设计时发现LM555定时器的VCC电压不能设置正常，即220V市电通过变压整流滤波稳压之后接在555上电路会出错，而单独使用5V电压源则电路运行正常，由于找不出原因而放弃这种连接方法。
方案二通过大量书籍的查阅，我了解到可以用三个三极管完成对延时电路的实现，即一个放大人手微弱漏电流的三极管T1，直接耦合一个若有第一级三极管放大后的电楼道触摸延时开关流就能工作在饱和状态的三极管T2（饱和状态可以通过设置静态工作点来实现），来使集电极处于低电平，再在下一级三极管T3之间加入RC回路，当T1和T2导通则T3工作，C通过T2的集电极充电，当T1和T2没有人手触摸断开时，T3由于C 的放电而继续工作，我们在T3的集电极接一个继电器，则基本实现了电路的功能。
双键触摸开关与单键触摸延迟开关电路制作
双键触摸开关与单键触摸延迟开关电路制作图1和图2是采用555时基电路制作的双键触摸开关与单键触摸延迟开关。
图1中M1是“开”触摸片，当人手触碰时，人体感应的杂波信号加到时基电路的低电平触发端IC的②脚，电路置位，③脚输出高电平，继电器K得电吸合，其常开触点闭合，被控电器通电工作。
M2为“关”触摸片，一旦触碰，人体感应的杂波信号加到555的阈值端IC⑥，电路复位，③脚输出低电平，继电器失电跳闸，被控电器停止工作。
图2是延迟开关电路，555集成块接成单稳态触发器，平时处于复位状态，继电器K 不动作。
当M受到触摸时，电路被触发进人暂态，③脚输出高电平，继电器K吸合，被控电器工作。
暂态时间t=1.1R2 X C4，暂态时间结束，电路翻转成稳态，继电器K释放，被控电器停止工作。
图3是一个电源电路采取特殊设计的用555时基电路制作而成的触摸开关，它对外仅两根引出线，因此可直接取代普通开关而不必更改电源布线。
EL是不大于25W的白炽灯或交流接触器。
虚线左部为普通照明线路，右部为触摸开关电路。
IC处于复位状态时，③脚输出低电平，晶闸管VS的门极通过电阻R3被钳位在低电平，故VS关断，EL不亮，此时5 55的工作电源由220V交流电经灯EL、二极管VD1～VD4整流、电阻R2限流、VD5稳压与IC1滤波获得约6V直流工作电压供电。
当555时基电路②脚受触发处于置位时，IC③脚输出高电平，VS开通，EL点亮发光。
VS开通后，555工作电源直接由灯EL、二极管VD1～VD4、晶闸管VS与稳压管VD5构成回路，C1两端仍能获得6V直流工作电压，只是此时电阻R2不起作用。
电路的右部时基电路部分与图1相同，如将图2左部电源按图3改动，也可以方便地制成一个对外只有两根引出线的触摸延迟开关。
有一点需要特别注意的是本电路的负载能力是由VD1～VD4、VS及VD5共同决定的，其中薄弱环节是VD5，本电路VD5采用1W、6V的稳压管，其最大通态电流为0.16A，为确保电路可靠工作，EL宜用不大于25W的白炽灯。
楼道延时自动控制灯电路设计
本文介绍一个只按一次开关的电路，延时一段时间灯自动熄灭的开关制作，电路图如附图所示。
当电路通电时。
555B寸基振荡器开始振荡，CC40161被复位电路R3、C5组成的积分电路清霉。
并进入计数状态。
继电器JK得电吸合，JK1闭合，照明灯L点亮，同时JK2常闭触点断开。
CC40161的Ep端变高电平。
NE555（3）脚输出脉冲去触发CC40161的CP端使计数器按照555振荡器频率计数翻转，CC40161的Q1、Q2、Q3、Q4依次由低变高电平。
当Q4变为高电平时，晶体管VT1导通，VT2截止，继电器JK释放。
JK1复位断开，灯泡熄灭；同时JK2常闭点复位闭合，使EP端变为低电平。
CC4016不能计数，灯泡熄灭。
当需要灯泡亮时，按下S1或S2（分别装在两个不同的位置，工作时只需按一个开关），将电容器C5放电，Cr端变低电平使计数器复位清零，使Q4端为低电平，VT1截止，而VT2导通，继电器JK重新吸合，灯泡又亮起来。
按照附图中器件的数值时。
灯泡延时5—6分钟熄灭。
若时间不够可适当加大电容C3；若时间过长可调节RP。
改变振荡频率即可。
如果要使灯泡长亮，可按下开关SB。
楼道延时开关
（5）.延时电路设计
触摸延时电路是基于时基芯片NE555构成的电路，主要用于开关闭合后控制电路在一段时间后自动断开达到延时的目的。
图7为555芯片内部结构图，555集成定时器是一种数字、模拟混合型的中规模集成器件，应用十分广泛，可做各种仪器、仪表、自动化装置各种民用电器的定时器、时间延时器等时间功能电路，也可构成自激多谐振荡器、脉冲调制电路、脉冲相位调谐电路及单稳态、双稳态等各种电路。
(1)
b）效率
在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值称为变压器的效率，即:
(2)
变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗就越小，率率也就越高；反之，功率越小，效率也就越低。
c）额定电压
指在变压器的初级线圈上所允许施加的电压，正常工作时，变压器初级绕组上施加的电压不得大于规定值。
+U1
-
图1触摸延时开关工作原理框图
为了人体安全，先用变压器将家用220V交流电降压成12V的交流电压，再经过整流和滤波电路得到一个12V的直流电压，再经过L7805稳压得到恒定的5V直流电压，为NE555提供工作电压。当需要开灯时，用手触碰一下感应区，经过三极管放大，触发信号电压加至NE555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，220V交流电形成回路，电灯点亮。同时，电源通过定时电阻给定时电容充电，这就是定时的开始。延时一段时间后555的输出端由高电平变回到低电平，继电器释放，220V交流电形成的回路断开，电灯熄灭。
3PCB版电路制作...........................................................................................................11
触摸延时开关的工作原理及电路图
触摸延时开关的工作原理及电路图一、工作原理触摸式延时开关有一个金属感应片在外面，人一触摸就产生一个信号触发三极管导通，对一个电容充电，电容形成一个电压维持一个场效应管管导通灯泡发光。
当把手拿开后，停止对电容充电，过一段时间电容放电完了，场效应管的栅极就成了低电势，进入截止状态，灯泡熄灭。
触摸式延时开关电路虚线右面是普通照明线路，左部是电子开关部分。
VD1～VD4、VS 组成开关的主回路，IC组成开关控制回路。
平时，VS处于关断状态，灯不亮。
VD1～VD4输出220V脉动直流电经R5限流，VD5稳压，C2滤波输出约12V左右的直流电供IC使用。
此时LED发光，指示开关位置，便于夜间寻找开关。
IC为双D触发器，只用其中一个D触发器将其接成单稳态电路，稳态时1脚输出低电平，VS关断。
当人手触摸一下电极M时，人体泄漏电流经R1、R2分压，其正半周使单稳态电路翻转，1脚输出高电平，经R4加到VS的门极，使VS开通，电灯点亮。
这时1脚输出高电平经R3向电容C1充电，使4脚电平逐渐升高直至暂态结束，电路翻回稳态，1脚突变为低电平，VS失去触发电压，交流电过零时即关断，电灯熄灭。
二、按钮触摸开关按动按钮开灯后，电路能自动延时关灯，电路如图二所示。
D1为开关所在的安装位置做指示，D2～D5组成桥式整流，将50Hz的的交流电整流为100Hz的脉动直流电压，按下K1，电流经过R3限流后通过D6为C1充电，同时V1的控制极得到触发电压，V1导通，灯泡点亮。
松手后K1自动复位断开，C1开始放电，为V1的控制极继续提供触发电压，V1继续导通，灯泡继续亮，当C1两端电压低于0.7V时，V1控制极失去有效的触发电压，此时V1阳极的脉动电流到0点时，与阴极电压相等而关断，灯泡熄灭，这就是单向可控硅的“过0关断”。
调整R2的阻值，使C1有效放电时间达到40～60秒钟最好。
图三电路多了一只用三极管组成的反相器，利用C1充电时间做灯泡点亮的延时时间。
触摸延时开关的工作原理及电路图
触摸延时开关的工作原理及电路图一、工作原理触摸式延时开关有一个金属感应片在外面，人一触摸就产生一个信号触发三极管导通，对一个电容充电，电容形成一个电压维持一个场效应管管导通灯泡发光。
当把手拿开后，停止对电容充电，过一段时间电容放电完了，场效应管的栅极就成了低电势，进入截止状态，灯泡熄灭。
触摸式延时开关电路虚线右面是普通照明线路，左部是电子开关部分。
VD1～VD4、VS 组成开关的主回路，IC组成开关控制回路。
平时，VS处于关断状态，灯不亮。
VD1～VD4输出220V脉动直流电经R5限流，VD5稳压，C2滤波输出约12V左右的直流电供IC使用。
此时LED发光，指示开关位置，便于夜间寻找开关。
IC为双D触发器，只用其中一个D触发器将其接成单稳态电路，稳态时1脚输出低电平，VS关断。
当人手触摸一下电极M时，人体泄漏电流经R1、R2分压，其正半周使单稳态电路翻转，1脚输出高电平，经R4加到VS的门极，使VS开通，电灯点亮。
这时1脚输出高电平经R3向电容C1充电，使4脚电平逐渐升高直至暂态结束，电路翻回稳态，1脚突变为低电平，VS失去触发电压，交流电过零时即关断，电灯熄灭。
二、按钮触摸开关按动按钮开灯后，电路能自动延时关灯，电路如图二所示。
D1为开关所在的安装位置做指示，D2～D5组成桥式整流，将50Hz的的交流电整流为100Hz的脉动直流电压，按下K1，电流经过R3限流后通过D6为C1充电，同时V1的控制极得到触发电压，V1导通，灯泡点亮。
松手后K1自动复位断开，C1开始放电，为V1的控制极继续提供触发电压，V1继续导通，灯泡继续亮，当C1两端电压低于0.7V时，V1控制极失去有效的触发电压，此时V1阳极的脉动电流到0点时，与阴极电压相等而关断，灯泡熄灭，这就是单向可控硅的“过0关断”。
调整R2的阻值，使C1有效放电时间达到40～60秒钟最好。
图三电路多了一只用三极管组成的反相器，利用C1充电时间做灯泡点亮的延时时间。
节电型触摸延时开关
节电型触摸延时电子开关（一） 技术经济性能参数 一、电性能参数要求1、额定工作电压：AC220V ±15%、50/60HZ ；2、待机功耗：≤50mw(年待机电耗≤0.5度)；3、触摸响应时间：≤2S ；4、触摸电阻：≥3M Ω；5、延时时间：45~90s ；6、负载功率：白炽灯5W~100W ；节能灯5w~60w ；7、工作环境温度：-30℃~+45℃8、安装接线方式：符合CH0078510—2002标准，二项式；9、抗干扰能力强，工作稳定可靠；10、符合GB16915.1—2003、GB16915.2—2000、GB16915.4—2000强制性要求； 二、外形尺寸开关整体外形及安装尺寸均应符合86式（或118式、120式）机械开关的要求； 三、经济指标///批量生产单台器件及材料成本应≤4元。
（二）设计方案:市场现有的触摸延时电子开关，一般只能使用白炽灯作负载，而不能使用电子节能灯； 有得虽然能使用电子节能灯，但安装接线需要采用三线式，使用不方便，不能与一般机械开 关互换。
另外就是待机功耗大，约2~5W ，年待机电耗要18~44度，不符合节能的要求，针对这两点，本设计拟采取以下措施解决：a.用低功耗的Cmos 集成电路作为控制部件的主要元件，并优化电路组成，降低待机功耗；b.通过加大控制部分的电源内阻和对主回路元件的严格筛选，使开关实现白炽灯、电子节能灯通用，且能与普通机械开关互换。
（三）电原理图（按TC4011BP 管脚排列）MR 0R 112VD 1R 213111098141234567C 2+R 2R 5C 1+LEDR 6R 4C 3SCR VD 3VD 2RVVVD 6VD 4LHN（四）电原理图及方框图12 1311R0R1R28910714R3+C2563894714LED121311R6C1R4R vvC3SCRVD2VD3VD4VD7NLAC整形电路整形电路隔离电路延时电路整形触发电路电子开关电路电 源电 路AC220VDC220VDC5V（五）节电型触摸电子开关配套材料元件表序号位号名称型号规格数量备注1 IC 集成电路TC4011BP 12 VD1 硅二极管IN4007 1A/1000V 73 SCR 单向晶闸管H2P4M 封装T0-126 14 LED 发光二极管高亮度、红色、3mm 15 C1 电解电容器47μ/16v 16 C2 电解电容器22μ/16v 17 C3 瓷片电容器102(1000pf) 18 R0 碳膜电阻器1/4w 470kΩ ±10% 11/4w 3.9MΩ ±10% 19R110 R2 1/4w 1MΩ ±10% 111 R3 1/4w 3.9MΩ ±10% 112 R4 1/4w 2.4MΩ ±10%13 R5 1/4w 1kΩ ±10%14 R6 1/4w 150kΩ ±10%15 RG 压敏电阻器EMC471D-10A16 PCB 印刷电路板环氧玻纤 40x36x117 接线铜粒h=9 鉚口：4x1.2mm18 铜粒螺丝M3x6mm1920212223242526272829说明：1、本材料表不包括机械部分；2、元器件均采用一般插件封装。
楼道触摸延时开关课程设计
目录一、设计要求 (2)二、设计目的 (2)1.熟悉晶闸管的开关作用 (2)2.掌握桥式整流电路原理 (6)3.掌握三极管的开关作用 (8)4.掌握稳压管的作用 (9)三、设计的具体实现 (10)1.系统概述 (10)2.单元电路设计 (11)3.仿真测试 (13)四、结论与展望 (16)五、心得体会及建议 (16)六、附录 (17)七、参考文献 (18)楼道触摸延时开关设计报告一、设计要求1.设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并延续一段时间后自动熄灭。
2.开关的延时时间约1分钟左右。
二、设计目的1.熟悉晶闸管的开关作用(1).晶闸管的开关作用晶闸管是一种开关组件，广泛的应用在各种电路，以及电子设备中。
典型的小电流控制大电流的组件，通过一个电流很小的脉冲触发，当晶闸管处于导通状态时它的电阻变得很小相当于一跟导线。
(2).晶闸管的结构和工作原理晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结,可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。
如图图2-1.1所示：图2-1.1等效图图2-1.2 器件符号当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN 结J 2失去阻挡作用。
每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。
因此是两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门极电流Ig 流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通。
设PNP 管和NPN 管的集电极电流分别为I C1和I C2，发射极电流相应为Ia 和I k ，电流放大系数相应为α1=I C1/Ia 和α2=I C2/I k ，设流过J 2结的反相漏电流为I CO ，晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：CO k COC C +I I Ia+α =α+I +I =I I 2121а (1) 若门极电流为Ig ，则晶闸管阴极电流为：g a k I I I +=得出晶闸管阳极电流为： )(121ααа+-+=g co I I I (2)硅PNP 管和硅NPN 管相应的电流放大系数α1和α2随其发射极电流的改变而急剧变化。
延时声光控节电开关电路多图
延时声光控节电开关电路图此开关白天控制灯不亮，晚上有声音自动点亮，延时一段时间自动关断。
将它安装在过道、厕所走廊等需要自动照明的地方，不仅方便实用，又有显著的节能效果。
工作原理：电路如下图，220V市电通过灯丝、D3-D7、降压整流后，经过 R7 限流、D2、C3 稳压滤波为电路提供稳定的工作电压。
R4、RG 组成分压电路，白天由于光照 RG 阻值变小，YFA 1 脚电位被拉低，由与非门的逻辑关系可知此时YFA 3 脚输出为高电平，经过 YF2 反相变为低电平，D1 截止后级电路不动作。
晚上光线暗 RG 阻值变大，YFA 1 脚电位升高，如果此时有声音被 MIC 接收，经 C1耦合 T1 放大，在 R3 上形成音频电压，此电压如高于 1/2 电源电压，则 YF1 3 脚输出低电平，经YFB反相，4 脚输出的高电平经 D1 向 C2 瞬间充电，使 YFC 输入端接近电源电压，10 脚输出低电平，由YFD 反相缓冲后经 R6 触发可控硅导通，电灯正常点亮。
（此时则由 C3 向电路供电）如此后无声被MIC接收，则 YFA 输出恢复为高电平，C2 通过 R5 缓慢放电，当 C2 电压下降到低于 1/2 电源电压时（按图中参数约一分钟）YFC 反转、 YFD 反转，可控硅（SCR）截止电灯关闭，等待下次触发。
元件选择：MIC 用驻极体话筒， RG 用一般光敏电阻即可，YFA-YFD 用一片低工耗COMS四与非门电路 TC4011，T1用9014低频管，放大倍数越大灵敏度越高，D1用IN4148，D2是7.5v的稳压管，C2、C3用电解电容、SCR可选用 MCR100-6 1A的单向可控硅，电阻均为 1/8w 炭膜电阻，阻值按图。
D4-D7用IN4007，反向漏电必须小。
电灯的功率不能超过60W。
/简易触摸延时开关河北刘峰周炳竣本文介绍一款廉价易制的触摸延时开关，以数字集成电路四2输入与非门CD4011为核心，再加上十来个外围元器件组成，电路结构简洁，工作稳定可靠，使用适用于楼道、厕所等地方的照明控制，既避免了常用机械开关噪声大易磨损的弊端，又能延时一定时间后自动关闭电灯，节省电能。
触摸延时开关的工作原理及电路图
触摸延时开关的工作原理及电路图一、工作原理触摸式延时开关有一个金属感应片在外面，人一触摸就产生一个信号触发三极管导通，对一个电容充电，电容形成一个电压维持一个场效应管管导通灯泡发光。
当把手拿开后，停止对电容充电，过一段时间电容放电完了，场效应管的栅极就成了低电势，进入截止状态，灯泡熄灭。
触摸式延时开关电路虚线右面是普通照明线路，左部是电子开关部分。
VD1～VD4、VS组成开关的主回路，IC组成开关控制回路。
平时，VS处于关断状态，灯不亮。
VD1～VD4输出220V脉动直流电经R5限流，VD5稳压，C2滤波输出约12V左右的直流电供IC使用。
此时LED 发光，指示开关位置，便于夜间寻找开关。
IC为双D触发器，只用其中一个D触发器将其接成单稳态电路，稳态时1脚输出低电平，VS关断。
当人手触摸一下电极M时，人体泄漏电流经R1、R2分压，其正半周使单稳态电路翻转，1脚输出高电平，经R4加到VS的门极，使VS开通，电灯点亮。
这时1脚输出高电平经R3向电容C1充电，使4脚电平逐渐升高直至暂态结束，电路翻回稳态，1脚突变为低电平，VS失去触发电压，交流电过零时即关断，电灯熄灭。
二、按钮触摸开关按动按钮开灯后，电路能自动延时关灯，电路如图二所示。
D1为开关所在的安装位置做指示，D2～D5组成桥式整流，将50Hz的的交流电整流为100Hz的脉动直流电压，按下K1，电流经过R3限流后通过D6为C1充电，同时V1的控制极得到触发电压，V1导通，灯泡点亮。
松手后K1自动复位断开，C1开始放电，为V1的控制极继续提供触发电压，V1继续导通，灯泡继续亮，当C1两端电压低于0.7V时， V1控制极失去有效的触发电压，此时V1阳极的脉动电流到0点时，与阴极电压相等而关断，灯泡熄灭，这就是单向可控硅的“过0关断”。
调整R2的阻值，使C1有效放电时间达到40～60秒钟最好。
图三电路多了一只用三极管组成的反相器，利用C1充电时间做灯泡点亮的延时时间。
触摸开关的制作
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电路原理图
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元件清单
元件名称
元件代号
规格型号
数量
备注
VD1～VD4
VD5 VS VT1、VT2 R1 R2、R3 R4 R5、R6 C1 M HL
二极管
发光二极管 晶闸管 三极管 电阻器 电阻器 电阻器 电阻器 电解电容器 触摸电极 灯泡
1N4007
白色 MCR100-6 9014 RT1-0.125-100KΩ±5% RT1-0.125-1MΩ±5% RT1-0.125-120KΩ±5% RT1-0.125-5.1MΩ±5% 22μF/16V 10mm金属片 40W/220V
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制作步骤
1、绘制装配图
2、检测元件
3、引脚定型
4、插装元件 5、焊接元件
6、电路调试
7、电路检测与维修Page 9Fra bibliotek安装顺序
①安装二极管VD1～VD4，电阻R1～R6 均采用卧式安装，元件紧贴印制板，二极管字应朝上，电阻色环顺序 单击添加 从左至右，由下到上。引脚直立焊接，焊接时注意焊料适量，确保焊点 光亮，无虚焊、漏焊等不良焊点。剪脚位与焊点平齐或高出焊点0.5mm。 ②安装三极管VT1、VT2，晶闸管VS，发光二极管VD5，电容C1 采用直立式安装， VT1、VT2、VS底面离印制板5-8mm，C1尽量贴近 印制板，发光二极管VD5根据外壳尺寸留取适当的长度，。 ③安装触摸片M 触摸片M用软导线与电路板相连，焊接要可靠，注意该导线不 能与电路板其他地方相连，防止出现触电的可能。 ④连接灯泡 对照原理图和装配图，认真检查电路，确认无误后 可连接灯泡，通电试机。
⑤试机成功后，可将电路板装入外壳，外壳可以采用成品开关改造。
触摸延时开关
照明模块
本模块由220V，50Hz的交流电、电灯泡、一个继电器组 成。当继电器闭合，电灯正常发光。继电器由延时模块 控制。
元件和器件
图（a）引脚排列
图（b）逻辑符号
P L为置数端，CPu为加计数端，CPD为减计数端，TCu为非同步进位 输出端，TCD为非同步借位输出端，P0、P1、P2、P3为计数器输入端， 为清除端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端。
楼道触摸延时开关
专业班级：电信20112班 学号： 姓名
设计任务 设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时， 照明灯点亮1分钟左右。
延时模块
延时模块 延时模块由一个74LS175、两片74LS192、两个与门、一个模 拟触摸开关的按键开关构成。当按下按键开关后，给74LS175 送入一个高电平，然后锁存起来，将高电平送到74LS192的11 引脚，计数器开始正常工作，从60开始倒计时。继电器也合 上，照明电路正常工作。当计数到00时，第二片74LS192的13 脚发出一个负脉冲，将负脉冲送到74LS175的清零端，计数器 锁存的清除，继电器断开，再次从60开始等待下一次触摸。
元件和器件 该元器件是由4个D触发器集成，共 用CLR,和CLK。 CLR为清零端，低电平有效。CLK 为时钟信号输入端，边沿触发，低 电平锁存。 74LS175逻辑符号
楼道触摸延时开关课程设计
楼道触摸延时开关一．设计目的1. 进一步熟悉和掌握数字电子电路的设计方法和步骤2. 进一步将理论和实践相结合3. 熟悉和掌握仿真软件的应用二．设计任务（内容）（1）设计一楼道触摸延时开关，其功能时当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。
（2）开关的延时时间约1分钟左右。
二．设计要求1. 完成全电路的理论设计2. 参数的计算和有关器件的选择3. 对电路进行仿真4. 撰写设计报告书一份；A3图纸至少一张。
报告书要求写明以下主要内容（1）总体方案的选择和设计（2）各个单元电路的选择和设计（3）PCB的制作及仿真过程的实现参考资料[1]阎石.数字电子技术基础（第五版）北京：高等教育出版社，2006[2]王兆安.电力电子技术（第四版）北京：机械工业出版社，2000[3]杨志忠.集成电路及元器件使用手册北京：机械工业出版社2010[4]朱定华. 电子电路实验与课程设计北京：清华大学出版社，2009楼道触摸延时开关课程设计目录第一章设计原理 (3)第二章电路的设计 (4)2.1触摸延时电路的设计 (4)2.1.1 555计时器 (4)2.1.2 延时电路设计原理 (5)2.2桥式整流电路原理 (6)2.2.1单项桥式整流电路组成 (6)2.2.2单项桥式整流电路工作原理 (6)2.3滤波电路和稳压电路 (7)2.3.1滤波电路 (7)2.3.2稳压电路 (8)2.4控制电路的设计 (10)2.4.1继电器的基本原理 (10)2.4.2电磁式继电器 (11)2.4.3控制电路的设计 (12)2.5整体系统的概述 (13)第三章电路的仿真 (14)3.1 Multisim (14)3.2仿真 (15)第四章心的与体会 (19)附录 (20)附录一 (20)附录二 (23)第一章设计原理楼道触摸延时开关是一种新型电子节能开关，可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊，门厅，楼梯间，电梯间，过道等公共场所，也可以在家庭安装。
楼道触摸延时开关的设计.
2011-2012 学年第二学期《数字电子技术》课程设计报告题目：楼道触摸延时开关的设计专业：电子信息工程班级： 10电信（2）班指导教师：电气工程系2012年5 月20 日1、任务书摘要楼道触摸延时开关是一种简单、安全、新型的电子节能开关。
可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊、门厅、楼梯间、电梯间、过道等公共场所，也可以在家庭安装。
本次设计利用模拟电路与数字电路，以直流稳压电源电路、NE555单稳态电路、和继电器控制电路为核心设计触摸延时开关。
需要开灯时，手指触摸开关感应区，电灯自动点亮，延时约一分钟，电灯自动熄灭。
设计表明这种开关制作简单，安全节能。
关键词：单稳态电路,继电器,NE555定时器,触摸延时开关目录第一章设计原理 (1)第二章触摸延时电路的设计 (2)2.1 555计时器 (2)2.2 设计原理 (2)第三章控制电路的设计 (4)3.1继电器的基本理论 (4)3.1.1 继电器的定义 (4)3.1.2 继电器的分类 (4)3.1.3 继电器的作用 (4)3.2 电磁式继电器 (5)3.2.1电磁式继电器结构 (5)3.2.2电磁式继电器工作原理 (5)3.2 控制电路的设计 (5)第四章总电路的设计 (7)4.1楼道触摸延时开关总电路图 (7)4.2工作原理 (7)第五章电路仿真 (8)结论 (12)附录一555定时器 (13)参考文献 (16)答辩记录及评分表 ........................................................... 错误!未定义书签。
第一章设计原理楼道触摸延时开关是一种新型电子节能开关，可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊，门厅，楼梯间，电梯间，过道等公共场所，也可以在家庭安装。
需要开灯时，手指轻轻触摸开关的感应区，电灯自动开启点亮，延时一分钟，电灯自动关闭熄灭。
该操作简单，实用节能，又没有声控开关有声音就亮的弊端。
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能的认识。以下主要对系统电路，以及输入信号、整流、滤波、稳压电 路仿真。
电极片受到触发信号后，三极管VT2、VT1依次导通，并且伴随着 电容C1的充电过程。当触发消失后电容C1放电，灯泡维持点亮状态， 当1min左右后灯泡熄灭。对C1、R1元件的参数修改后，灯泡EL可以维 持点亮的时间长短也随即发生变化。
图2-3 稳压管特性曲线 稳压管与其普通二极管不同之处在于反向击穿是可逆性的。当去掉 反向电压稳压管又恢复正常，但如果反向电流超过允许范围，二极管将 会发热击穿，所以，与其配合的电阻往往起到限流的作用。
2.系统框图
指示灯 照明灯
触发电路 整流电路 延时电路
三、具体设计
1.总体设计电路 Image
图2-4 系统框图
即100HZ，。故脉动系数
与半波整流电路相比，输出电压的脉动减小很多。 ●三极管的开关作用 三极管工作在饱和导通状态(发射结和集电结都是正偏置)时，其c-e 极间电压很小，比PN结的导通电压还要低(硅管在0.5V以下)，c-e极间相 当“短路”，即呈“开”的状态。 三极管在截止状态(发射结、集电结都是反偏置)时，其c-e极间的电 流极小(硅管基本上量不到)，相当于“断开(即‘关’)”的状态。 三极管开关电路的特点是开关速度极快，远远比机械开关快，没有 机械接点，不产生电火花。开关的控制灵敏，对控制信号的要求低，导 通时开关的电压降比机械开关大，关断时开关的漏电流比机械开关大。 不宜直接用于高电压、强电流的控制。 ●稳压管的作用 稳压二极管是一个特殊的面接触型的半导体硅二极管，其V-A特性 曲线与普通二极管相似，但反向击穿曲线比较陡。稳压二极管工作于反 向击穿区，由于它在电路中与适当电阻配合后能起到稳定电压的作用， 故称为稳压管。稳压管反向电压在一定范围内变化时，反向电流很小。 当反向电压增高到击穿电压时，反向电流突然增大，稳压管从而反向击 穿，电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压的变化却相当 小，利用这一特性，因此稳压管在电路到起到了稳压的作用。
这样，由于V1、V3和V2、V4两对二极管交替导通，致使负载电 阻RL上在u2的整个周期内都有电流通过，而且方向不变，输出电压。 如图2-2所示为单相桥式整流电路各部分的电压和电流的波形。
图2-2 桥式整流电路电流、电压波形 ●输出电压平均值UO(AV)和输出电流平均值IO(AV) 根据图2-4中所示uo的波形可知，输出电压的平均值 解得 由于桥式整流电路实现了全波整流电路，它将u2的负半周也利用起 来，所以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电流的平均值 （即负载电阻中的电流平均值） 在变压器副边电压相同、且负载也相同的情况下，输出电流的平均 值也是半波整流电路的两倍。 根据谐波分析，桥式整流电路的基波UOIM的角频率是u2的2倍，
楼道触摸延时开关较普通家用开关有其优越之处，在方便的为楼道 内灯光控制之余，还体现了节能的主要目的。但是楼道触摸延时也存在 一定的小缺陷，出于安全考虑，在电极片背面应焊一只2MΩ左右的高值 电阻，从电阻上引出软线再接到电路板上的电阻R5，这样可以确保只用
这的绝对安全，使用时像开关一样将其接入照明线路。
图3-1 总电路
2.模块设计
●照明灯电路： 照明电路采用220V交流输出，将功率小于100W的灯泡与整流电路 部分串联连接。 ●整流电路： 电路中采用四个IN4007二极管，互相接成桥式结构。利用二极管的 电流导向作用，在交流输入电压U的正半周内，二极管VD1、VD3导通， VD2、VD4截止，在负载RL上得到上正下负的输出电压；在负半周内， 正好相反，VD1、VD3截止，VD2、VD4导通，流过负载RL的电流方向与 正半周一致。因此，利用四个二极管，使得在交流电源的正、负半周 内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。 ●指示灯： VD1～VD4、VT组成开关的主回路。平时，VT处于关断状态，灯 不亮。VD1～VD4输出220V脉动直流电经R3限流，VS稳压，C2滤波输 出直流电供VT1使用。此时VL发光，指示开关位置，便于夜间寻找开 关。 ●延时电路： 延时电路的实现，主要运用电容的充放电原理。在VT2得到触发信 号导通后，电流流经电容C2进行充电，电容储存一定量的电荷。当人手 离开电极片后，触发信号消失，电容放电使VT1、VT保持一定时间内处 于导通状态下，实现灯泡EL延时1min左右后熄灭。延时时间长短主要由 R1、C1充电时间常数决定，若要延长或缩短延时时间，可适当增大或 减小R1的数值。 ●触发电路： 触摸灯的触摸开关是通过人体接触后产生的电流泄露而工作的。当 用手触摸一下触摸开关的电极片A时，人体泄漏电流使VT2导通。此 时，电容C1开始充电，VT1随即导通，晶闸管门极得到正向触发电流导 通。（其中泄露的电流十分微小，只有多少微伏。而人体本身带的静电 都有几千几万伏。所以触摸开关对人体的影响是微乎其微的几乎没 有。） 3.仿真及仿真结果分析 触摸延时开关电路的仿真测试，是基于Multisim环境下进行仿真 （元件选取如附录所示），对系统做软件仿真可以进一步加深对系统功
一、任务技术指标
1.设计一个楼道触摸延时开关，当人用手触摸开关时，照明灯点 亮，并延续一段时间后自动熄灭。
2.开关的延时时间约1分钟左右。
二、总体设计思想
1.基本原理
●单相桥式整流电路 单相桥式整流电路由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压 器副边电压u2正、负半周内正确引导流向负载的电流，使其方向不变。 设变压器副边两段分别为a和b，则a为“＋”、b为“－”时应有电流留出a 点，a为“-”、b为“＋”时应有电流流入a点；相反，a为“＋”、ｂ为“－”时 应有电流流入ｂ点，ａ为“－”、ｂ为“＋”时应有电流流出ｂ点；因而ａ 和ｂ点均应分别接两只二极管，以引导电流；如图2-1所示。
图2-1 桥式整流原理 ●工作原理 设变压器副边电压，U2为其有效值。 当u2为正半周时，电流由a点流出，经过V1、RL、D3流入b点，因 而负载电阻RL上的电压等于变压器副边电压，即，V2和V4管承受的反响 电压为－u2。当u2为负半周时，电流由b点流出，经V2、RL、V4流入a 点，负载电阻RL上的电压等于－u2，即，V1、V3承受的反向电压 为u2。
图3-2为输入信号仿真波形，输入信号为完整的正弦波。经过整 流、滤波、稳压后，波形如图3-2所示。
图3-2 输出信号仿真模型
四、结论
经过对触摸延时开关电路的软件仿真，以及结合所学理论知识分 析，设计出了电路原理，但是由于过程中出现了一些问题，未能完全完 成设计要求。参考电路画图连线之后，进行仿真测试，小灯泡电路出现 异常。仿真结果为正弦波波形，结果正确。