自动节能灯的设计

电子技术课程设计报告（设计题目自动节能灯的设

计）

*名：**

学号： **********

专业年级：电信122

指导教师：**

设计时间：2014年6月29日

西北农林科技大学机电学院

目录

第一章设计任务与要求 (1)

第二章设计方案 (1)

第三章设计原理与电路 (1)

第四章电路的组装与调试 (8)

第五章设计总结 (13)

附录 (14)

参考文献 (14)

第一章设计任务与要求

1、采用红外传感器接收人体位置信号；

2、由控制电路实现夜间人到灯亮功能；

3、同时人走后延迟1分钟自动熄灭。

第二章设计方案

•红外传感器模块——检测是否有人经过，如果条件满足则输出高电平

•光电传感器模块——利用光敏电阻检测是环境是白天还是晚上，如果是晚上则输出高电平

•延时模块——利用555定时器构成单稳态触发器实现延时功能•单稳态触发器，实现电灯延时1分钟后关闭的功能

•电磁继电器模块——实现用弱电控制220V电灯的开启与关闭•与门模块——实现必须满足“晚上”和“有人经过”两个条件才

能点亮电灯。

第三章设计原理与电路

芯片引脚图和功能介绍

1、555 定时器

555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。

图3-1 555引脚图

555的部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.

555属于cmos工艺制造.

555引脚图介绍如下:

1 地 GND

2 触发

3 输出

4 复位

5 控制电压

6 门限(阈值）

7 放电

8 电源 Vcc

2、光敏电阻

产品名称：CdS（硫化镉）光敏电阻；

产品型号：LXD4526

产品规格(mm)：4mm

详细参数：

LXD4526

最大电压(VDC) ：150

最大功耗(MW)：50

环境温度：-30～+70

光谱峰值(nm)：540

亮电阻（10LUX光源下）：8-20 KΩ

暗电阻（MIN）/ MΩ：0.5

性能特点：

环氧树脂封装

体积小

反应速度快

可靠性好

灵敏度高

光谱特性好

应用围：

照相机自动测光

图3-2 光敏电阻规格图示室光线控制

工业控制

光控灯

光控音乐I.C

光电控制

报警器

3、热释红外传感器

特点：

1.低噪声，高响应度

2.优异的共模平衡-双单元类

型 l TO-39，TO-5封装

3.各种滤波器窗口供宽带或者

窄带应用

4.单通道或者双通道器件

5.双元或者四元器件

6.应用于防盗产品

7.单元器件带热补偿

典型应用：

1.被动红外防盗报警

2.人体移动探测

3.天花板安装人体探测

图3-3 热释红外传感器管脚分布

4.气体分析

5.非接触红外测量

4、74LS08芯片

四2输入与门

简要说明08 为四组 2 输入

端与门(正逻辑)

图3-4 74LS08管脚图

图3-5 74LS08功能表

74LS08功能表

图2-1

图3-5 LM324引脚图

通用型低功耗集成四运放LM324。

LM324含4个独立的高增益、频率补偿的运算放大器，既可接单电源使用(3～30 V)，也可接双电源使用(±1.5～±15 V)，驱动功耗低，可与TTL逻辑电路相容。在本设计中，LM324被用于构成电压比较器，检测光敏电阻上的电压是否超过

临界值，进而决定是否能够点亮电灯。

分立电路的设计

1、光电传感器模块

图3-6 光电传感器模块仿真图

关于该模块电阻阻值的选择

由于查阅资料后发现平常大家走路需要的光照强度大约是20勒克斯，所以本实验就以20勒克斯作为触发光电传感器模块的阈值，由于该模块中的光敏电阻LDR在20勒克斯的光照下的阻值大概是10KΩ（资料显示变化围是8~20KΩ，所以就为它搭配了1个10K的分压电阻和2个10K的电阻构造出用于进行比较的标准电压，右侧运算放大器与R4组成了一个电压比较器，运放2端电压低于3端电压时，1端输出高电平。

2、延时模块——单稳态触发器

图3-7 延时模块仿真图

该模块完全按照单稳态触发器的构成方法构成，其中延迟时间T=1.1RC，R即为图中的R1，C即为图中的C2，本次仿真由于为了方便仿真模拟演示，取T≈60s，而1.1*100K*545uF=59.9545≈60，即一分钟。

另外，由于proteus中没有红外传感器元件，所以用开关按钮暂时代替。

3、与门模块

图3-7 与门模块仿真图

用于对“晚上”和“有人经过”两项条件的判定，都满足时才输出高电平。4、电磁继电器与外电路模块