楼道触摸延时开关毕业设计

楼道触摸延时开关毕业设计

XXXXXX学院

毕业设计报告

题目：楼道触摸延时开关

学生姓名：XXX

系部：电子工程系

班级：XX级X班

专业：应用电子技术

指导教师：XXX

XXXX年XX月XX日

目录

第一章绪论 (2)

第二章单元电路设计 (3)

2.1楼道触摸延时开关工作原理 (3)

2.25V直流稳压电源电路设计 (3)

2.2.1 直流稳压电路 (4)

2.2.2 整流电路 (5)

2.2.3 滤波电路 (6)

2.3 触摸延时电路 (8)

2.3.1 NE555定时器的基本结构 (8)

2.3.2 延时电路设计 (10)

2.4 控制电路 (11)

2.4.1 继电器介绍 (11)

2.4.2 控制电路设计 (12)

2.5 电路仿真 (13)

第三章实物制作与调试 (16)

3.1元件安装 (16)

3.2硬件调试 (16)

第四章总

结 (17)

致谢 (18)

参考文献 (19)

附录 (20)

第一章绪论

随着电子工艺的发展，开关的种类也越来越多。声控开关、光控开关、机械开关等逐步走进人们的生活中。

为了满足人们对开关越来越高的要求，促使我们寻求更为理想的开关电器设备替代元件，方便人们生活。楼道触摸延时开关是一种简单、安全、新型电子节能开关，可广泛应用于多层住宅和办公楼的走廊、楼梯间、电梯间、过道等公共场所，也可以用于家庭的安装。本次设计利用模拟电路和数字电路，以直流稳压电源电路、NE555单稳态电路和继电器控制电路组成触摸延时开关。触摸延时开关为人体触摸感应开关，需要开灯时，手指轻轻触摸开关的感应区，电灯自动点亮，延时一分钟，电灯自动熄灭。

触摸延时开关具备的功能特点：节约电能，无触点，无污染，安全可靠

第二章单元电路设计

2.1 楼道触摸延时开关工作原理

灯泡继电器控制电路NE555单稳态电路

220V交流电源变压器整流电路稳压电路

图2-1 触摸延时开关电路结构框图

220V的交流经过变压器降压得到一个12V的交流电压，再经过整流和滤波得到一个12V的直流电，最后经过三端稳压器L7805稳压得到一个稳定的5V直流电压，它为NE555定时器提供工作电压。开灯的时候，由手指轻触一下感应区，触发信号电压加至NE555的触发端，此时NE555的输出由低电平变成高电平，继电器KS吸合，220V交流电形成回路，电灯泡点亮。同时，电源通过定时电阻给定时电容充电，定时开始，延时60S后NE555的输出端由高电平变回低电平，继电器释放，220V交流电形成的回路断开，此时，灯泡熄灭。

2.2 5V直流稳压电源电路设计

直流稳压电源是一种将交流电压变成直流电输出的电路。它的功能就是将输入的交流电变成需要的、稳定的直流电压输出。直流稳压电路由变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成，电路组成框图如图2-2所示。

计

图2-2 直流稳压电路的组成

图2-3 直流稳压电路图 变压器的作用是将220V 的交流电压变成需要大小的交流电压；

整流电路的作用是将交流变成脉动直流；滤波电路的作用是将脉动直

流滤成平滑直流；稳压电路则是完成输出稳定的电压，供给负载电路。

2.2.1 稳压电路

集成稳压电路具有体积小、重量轻、可靠性高、使用方便等一系

列优点，因而得到广泛应用，它已逐渐取代由分立元件组成的稳压电

路。

集成稳压器有输出正电压的7800系列和输出负电压的7900系

列。输出电压有5V 、6V 、9V 、12V 、15V 、18V 、24V 等档次。本设

计需要5V 的直流电压为NE555提供工作电压，故选用L7805稳压。

变压器 整流电路 滤波电路 稳压电路 负载

① ② ③ ① ② ③

78** ：①—输入、②—地、 ③—输出

79** ：①—地、②—输入、 ③—输出

根据要求U 0=5V ，故选用L7805。稳压器压差为︱U 1︱﹣︱

U 0︱≥2V ，现取3V 。那么U 1=5+3=8V 。直流稳压电源工作时的最大电

流I omx =300mA,稳压器的输入电流即为I ′O =I omx =300mA 。

电源变压器二次侧电压有效值为

U 2≥1.2U1

=V 2

.18≈6.67V （2-1） 取U 2=7V

整流电路的等效负载： R ′L =

o I'U22.1=30072.1⨯=28Ω （2-2） 2.2.2 整流电路

整流原理：利用二极管的单向导电性，将大小和方向随时间变化

的交变电流变成只有大小变化而无方向变化的脉动直流。如图1-4所

示。 78** 79**

图2-4 单相桥式整流电路

在图2-4中，VD1~~VD4，为整流二极管，变压器和四只二极管接成电桥式电路结构。R L为负载电阻。

负载和整流二极管参数计算：

在桥式整流电路中，四个二极管分二次轮流导通，流经每个二极管的电流，为负载电流的一半。选择二极管时I F≥I D，即

I F≥I D=1/2I L（AV）=0.45U2/R L=0.45⨯7/28=112.5mA （2-3）

二极管截止时的最大反向电压U DM等于U2的最大值，即

U RM≥U DM=2U2≈10V （2-4）负载电流：

I L=U0/R L=5V/28Ω≈0.18A （2-5）

变压器二次变压有效值：

I2=I L/0.9≈0.18A/0.9≈0.2A （2-6）电源变压器伏安容量：

U2I2=7V⨯0.2A=1.4VA （2-7）取变压器变压效率η=0.6,则

U2I2=1.4VA/0.6≈2.33VA （2-8）2.2.3 滤波电路

常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复合滤波电路，本次设计采用电容滤波。电容滤波就是将电容器与负载电阻R L并联，利用电容器两端电压不能突变的原理滤除脉动直流中的交流成分。电路如