模电光控窗帘设计报告

目录

摘要1

关键词1 1设计要求 1 2总体设计1

2.1系统组成1

2.1.1电源电路2

2.1.2光控电路2

2.1.3555定时定时电路2

2.2工作原理3 3硬件设计 3

3.1硬件组成3

3.2555定时模块3

3.2.1电路组成4

3.2.2基本功能5

3.3光控电路5参考文献 6

摘要：随着高新技术及电子器件的发展，光控及遥控窗帘应运而生，给人们的

生活带来了很多方便。同时，也为人们的生活环境以及智能家居的实现提供了依据，为此，研究与设计智能窗帘控制系统具有深远的现实意义。本设计的上要目的是利用光敏晶体管特性自动开合窗帘，使生活更加简洁，自动化。该光控自动窗帘电路由电源电路、光控电路和555定时电路组成。利用光敏晶体管受光照表现出的导通变化特性，产生高低电平，送到555输入端产生信号脉冲，利用两个555反相控制电动机的正转与反转带动窗帘的升降。通过调节RP1调整电机正转时间，调节RP2调整电机反转时间。

关键词：光敏晶体管：晶体管：555定时器。

1设计要求

(I）天亮时，该电路自动控制电机使窗帘卷起或拉开。

(2）天黑时，该电路自动控制电机使窗帘落下或拉拢。

(3）要求设置三个手动按钮，一个控制手动，一个控制窗帘卷起，一个控制窗帘落下，此时的操作不受光的控制。

2总体设计

2.1系统组成

该光控自动窗帘电路系统分为电源电路、光控电路和555定时器电路三部分。系统组成如图2.1.1（下），总的电路图如图2.1.2（下）。

图2.1.1 系统组成框图

图2.1.2总的电路图

2.1.1电源电路

电源电路由降压电容器C6、整流二极管D1与D2、稳压二极管VD和滤波电容器C5组成。交流220V电压经C6降压、D1和D2整流、VD稳压和C5滤波后，产生＋12V电压，供给ICl、IC2和光控电路。

2.1.2光控电路

光控电路由光敏晶体管V1、晶体管V2和有关外围元件组成。

2.1.3555定时器电路

555定时器电路IC1和IC2均接成单稳态电路，控制电动机M的正转与反转。555定时器电路图如图2.1.3(下)。

图2.1.3 555定时器电路图

2.2工作原理

2.2.1窗帘拉开

清晨，光敏晶体管V1在自然光线的照射下导通，使IC1的2脚和晶体管V2的基极为低电平，V2截止，IC1内部的单稳态触发器动作（变为暂态），其3脚输出高电平，IC2的2脚为高电平，3脚为低电平，使电动机M正转，将窗帘拉开。当窗帘拉开到位后，IC1 又由暂态变为稳态，其3脚恢复为低电平，使电动机M停转。

2.2.2窗帘拉合

傍晚光线暗淡时，V1截止，IC1因2脚为高电平而不能被触发，其3脚为低电平。V2因基极变为高电平而导通，其集电极电压下降，使IC2的2脚产生低电平触发电压，IC2内部的单稳态触发器翻转，由稳态变为暂态，3脚输出高电平，使电动机M反转，窗帘开始闭合。窗帘闭合到位后，单稳态触发器恢复为稳态，IC2的3脚变为低电平，电动机 M停转。

2.2.3手动方式

S1～S3为手动开关。采用手动控制时，应将S3关断，使光控电路失效。按动S1时，IC1触发翻转，电动机M正转，将窗帘拉开；按动S2时，IC2触发翻转，电动机M反转，将窗帘闭合。调节电位器RP1和RP2，可以改变电动机的运转时间。

3硬件设计

3.1硬件组成

系统主要通过555定时器控制电动机工作时间，达到开合窗帘的效果。利用光敏晶体管，晶体管和电阻构成光控电路，通过晶体管的导通特点使555计时器的输入端接到低电平，稳态变为暂态。555计时器组成的单稳态电路的暂态结束后，输出端输出低电平。通过对单稳态电路中的电阻和电容的设定使窗帘在一定的时问内完全上升或完全下降后保持静止状态。

3.2 555定时器模块

我们在整体设计中采用555时基集成电路组成的单稳态电路来制作光控自动窗帘电路，它是利用环境光线的照射来实现窗帘的自动开合（窗帘在清晨能自动拉开，在傍晚能自动关闭）。

3.2.1电路组成

555定时器由3个阻值为5KΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管T和缓冲反相器G组成。方框边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲：4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管T导通，外接电容元件通过T放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电庄1V一3V，输出电流可达2OOmA,因此可直接驱动电机、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V一18V范围内使用。如图3.2.1（下）。

图3.2.1 555定时器内部框图

3.2.2基本功能

555定时器工作时过程分析如下:

5脚经0.01uF电容接地，比较器Cl和C2的比较电压为：2/3VCC、1/3VCC。当V i l>2/3VCC,V i2>1/3VCC时，比较器Cl输出低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器置0,G输出高电平，放电三极管T导通，定时器输出低电平。

当Vil<2/3VCC,Vi2>1/3VCC时，比较器Cl输出高电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。

当Vil>2/3VCC,Vi2<1/3VCC时，比较器Cl输出低电平，比较器C2输出低电平．基本RS触发器两端都被置1,G输出低电平，放电三极管T截止，定时器输出高电平。

当Vil<2/3VCC,Vi2<1/3VCC时，比较器Cl输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1,G输出低电平，放电三极管T截止，定时器输出高电平。3.3光控电路

光控电路主要是通过光敏晶体管的导通来控制后面的555定时电路来带动其它器件的工作。光控电路如图3.3(下)。

图3.3光控电路

光敏晶体管V1在自然光线的照射下导通，使IC1的2脚和晶体管V2的基极为低电平，V2截止光线暗淡时，V1截止，IC 1因2脚为高电平而不能被触发，