现代城市道路路灯自动控制电路设计

设计题目: 城市路灯自动控制系统的设计设计

学生姓名赵冬

学号 2 5 专业班级通信工程1042

摘要

随着城市市政建设的发展，传统的路灯控制与维护手段以远远不能适用城市现代化发展的速度。城市市政建设日新月异，宽阔的街道，各种各样的路灯给城市带来了光明的同时也增添了城市的魅力。但是由于道路路灯众多，传统的人工管理模式已经和快速的现代化的城市健设不相适应。本文将介绍用小器件模拟现实物品。设计个简单的基于光电传感器控制继电器的路灯控制系统，阐述系统控制的原理。

关键词：光电传感器；继电器；路灯控制

目录

第一章光控电路原理 (4)

1.1概述 (4)

1.2 电路原理 (5)

第二章控制电路 (6)

第三章元件的选型 (8)

3. 1光敏电阻选型 (8)

3．2 继电器选型 (9)

3.3 接触器选型 (11)

参考文献: (14)

第一章光控电路原理

1.1概述

1.1.1 设计要求

设计一个路灯自动控制开关电路，用光敏传感器实现自控，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯。控制电路用电池供电，熄灯后电路耗电小。

(1)．利用光敏电阻作为光敏传感器，555作为滞后比较器来设计电路。

(2)．当光线强到一定程度时，555的输出发生跳变，当光线暗到一定程度时，555 的输出也要发生跳变。

1.1．2设计的作用、目的

自动控制开关路灯电路，用光敏传感器实现自控，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯。

通过自动控制路灯电路有效的节约了能源，减少了人力和物力的浪费。

1.2 电路原理

该光控路灯电路由光控触发器电路、开关电路、电源电路和控制电路组成。

图1.2.1

光控触发器电路由光敏电阻RG、电位器Rp、电容C3、C4、电阻R3和时基电路IC555组成

开关电路由晶闸管VT、电阻R2等组成

电源电路由降压电容C1、电阻R1、稳压二极管VS。整流二极管VD和滤波电容组成，交流220v电压经c1降压、vs稳压VD整流及c2滤波后产生8.5v直流电压供给VCC.

在白天（自然光照正常时），光敏电阻受光照射而呈低阻状态，IC6脚和2脚电压大于2VCC/3,IC的3脚输出低电平，VL不发光，晶闸管Q处于截止状态继电器不工作。

在夜晚或在白天光照不足时RG因感光量减少，甚至无光照时，RG的阻值开始变大，使IC2、6脚电压开始下降，当两脚的电压降至VCC/3时，IC内部翻转，其3脚由低电平转换为高电平，使VL导通发光，使Q受触发导通继电器线圈得电工作。

R1、R2、R3分别选用1/2、1/4、1/8的碳膜电阻。RG选用MG44型硫化镐光敏电阻，RP选用小型电位器。C2、C4均选用耐压为16V的铝电解电容；C3选用独石电容C1选用耐压值大于450的涤纶电容。VD选用IN5408型硅整流二极管，VS选用1/2W、9V的稳压二极管；VL选用φ5mm的发光二极管；Q选用3A、400V 的双向晶闸管。

第二章控制电路

该电路是用继电器控制接触器进行控制。

图2.1

SB1、SB2为检修开关当出现问题时只需断开一路开关。KA1.1 、KA1.2为继电器常开触点KA线圈得电后KA1.1 KA1.2闭合使KM1 KM2线圈分别得电以控制KM1 KM2常开触点闭合将路灯点亮。

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常

开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。

使用继电器好处：低电压控制高电压；小电流控制大电流,通过继电器与开关的组合可以达到自动控制的目的

第三章元件的选型

3. 1光敏电阻选型

光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M 欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。

光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体光敏电阻原理图及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时，电流就会随光强的而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。