模拟电子电路课程设计：触摸延时开关电路设计
模电课程设计报告
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定稿日期：2015 年6 月23日
目录
引言 (3)
第一章绪论 (3)
1.1延时开关 (3)
1.1.1延时开关的发展概述 (3)
1.1.2延时开关的应用领域 (4)
1.1.3 延时开关的发展趋势 (5)
第二章硬件电路设计 (5)
2.1 元器件 (5)
2.2控制电路 (6)
2.3 电路原理 (6)
第三章实际电路板的制作与调试 (7)
3.1电路板制作所需基本工具 (7)
3.2按照所需元件进行选材 (7)
3.3电路板制作流程 (7)
3.4电路调试 (7)
第四章设计心得 (7)
参考文献 (8)
附录 (9)
引言
当今社会人们更加注重节能环保，照明这一领域也发生了很大的变化，从传统的白炽灯具向LED照明灯发展，照明开关电子化进程也从公共照明的节电控制开始。适宜于门厅、楼梯和楼道中使用的触摸式、感应式、红外线式和声光控式延时自熄开关，使公共照明基本实现了“人来灯亮、人离灯熄”的自动控制，明显改善了楼房的公共照明效果，还能大幅度节省公共照明用电，照明灯的实际使用寿命也明显延长。
触摸延时开关比较适合楼梯走廊和室等处的灯光照明控制开关，触摸延时开关只需轻触一下开关就可控制灯的关和开，还具有延时功能，在一段时间无人触摸的情况下灯会自动熄灭，这样可以起到节能的作用，所以在楼梯和走廊处用的比较多。这类开关是受到欢迎和推广的。与公共照明开关相比，室用电子式开关的技术难度较大。研制确有实用价值的电子式室照明开关市场潜力可能更大。
关键词：节能；触摸延时开关；研制；前景
第一章绪论
照明开关电子化进程是从公共照明的节电控制开始。适宜于门厅、楼梯和楼道中使用的触摸式、感应式、红外线式和声光控式延时自熄开关，使公共照明基本实现了“人来灯亮、人离灯熄”的自动控制，明显改善了楼房的公共照明效果，还能大幅度节省公共照明用电，照明灯的实际使用寿命也明显延长。这类开关是受到欢迎和推广的。与公共照明开关相比，室用电子式开关的技术难度较大。研制确有实用价值的电子式室照明开关市场潜力可能更大。
1.1 延时开关
1.1.1延时开关的发展概述
触摸延时开关是一种节能的开关控制器，就开关种类来说主要有以下几种：
1.轻触延时开关：使用时只需轻触一下按钮,开关即导通工作,然后延时一段时间后自动关闭；高亮发光指示,便于夜间使用；无触点电子开关,接通负载的瞬间无冲击电压，延长负载使用寿命。
2.声光控延时开关：使用时只需发出声响,开关即导通工作,延时一分钟后自动关闭；
自动测光,光线强时不感应(也可调节)；无触点电子开关,接通负载的瞬间无冲击电压，延长负载使用寿命。
3.红外线感应开关：全自动感应：人到灯亮，人离灯熄；无触点电子开关：接通负载的瞬间无冲击电压，延长负载使用寿命；自动测光：应用光敏控制，光线强时不感应(也可调节)；随机延时:开关接通后，人不离开感应围且在活动，负载能持续工作；基于红外线技术的自动控制产品,当有人进入开关感应围时,专用传感器探测到人体红外光谱的变化,开关自动接通负载.人不离开且在活动,开关持续导通; 人离开后,开关延时自动关闭负载.人到灯亮,人离灯熄,亲切方便,安全节能。
4.轻触延时开关和声光控制延时开关比较适合楼梯走廊和室等处的灯光照明控制开关，轻触延时开关只需轻触以下开关就可控制灯的关和开，还具有延时功能，在一段时间无人触摸的情况下灯会自动熄灭，这样可以起到节能的作用，所以在楼梯和走廊处用的比较多；声光延时开关现在也比较普遍，而且使灯光的控制更加方便，不用动手就可以控制灯光的照明，它通过采集一定分贝的声音或一定亮度的光照信号，再转变成电信号来达到控制的目的。
1.1.2延时开关的应用领域
随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关．目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期，声光控延时开关将是首选的主流产品。但在家庭走廊、宾馆等场所，声光控延时开关并不是很适用。延时开关设计最主要的是延时元件，如CMOS与非门组成的触摸式延时开关电路非常简单，只需要通过几个简单的CMOS延时分立元器件就可组成触摸式延时开关电路，还有一种用利用电容充放电的延时来实现触摸式延时开关电路的设计，这样就不需要其他集成芯片。
1.1.3 延时开关的发展趋势
延时开关的发展方向主要是向智能延时开关方向发展。现在的延时开关大多数是不能控制开关延时时间的长短，没有自动识别功能。智能化的延时开关应向以下几个方面发展：
1.触摸屏控制方式，双亮度指示灯，在夜晚关灯后可知开关位置。
2.电子启动，无触点火花，更安全耐用，精心呵护灯具。
3.自动识别功能，停电再来电自动关灯，避免浪费电能。
4.单火设计，新装和换装一样方便。
5.多款外观风格和面板颜色，给用户更人性化的选择。
6.延时功能设计，再也不怕关灯摸黑。
7.设有多档位延时功能，更显人性化生活。
第二章硬件电路设计
2.1 元器件
所用元器件：
●IC应采用CMOS数字集成电路CD4013，它为双D触发器，本电路里只使用它的一半，另一个D触发器悬空；
●VS用2N6565、MCR100-8等小型塑封单向晶闸管，可控制100W以下任何照明电路；
●VD1～VD4为1N4004～1N4007型整流二极管；
●LED可用普通红色发光二极管；
●电阻均为RTX型1/8W碳膜电阻器；
●C1、C2用CD11-16V型电解电容器，C3为瓷片电容器。
2.2控制电路：
2.1.2控制电路组成部分：
●电源电路
●触摸电路
2.2.3 各电路说明
电源电路：直接220V电压接入
2.3.1电路原理说明
●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。
2.3.2 电路原理图
触摸延时开关电路原理图如图所示。
图.触摸延时开关电路原理图
第三章实际电路板的制作及调试
3.1电路板制作所需基本工具
电烙铁、焊锡丝、焊锡膏、万用电路板、制图尺。
3.2按照所需元件进行选材
按照以上所需元件清单进行选择
3.3电路板制作流程
印刷电路参考图（万用电路板）→对应安装元件→对应引脚焊接→焊接点打磨→对应电路线连接→检查→成型