光控路灯的设计
光控路灯控制器设计
光控路灯控制器设计光控路灯控制器是一种能够自动感知光线强弱并控制路灯亮灭的设备。
它利用光敏电阻、光敏二极管等感光元件对周围环境光线进行检测与测量，并通过控制继电器或晶体管等开关元件来实现路灯的自动控制。
光控路灯控制器的设计离不开硬件电路和软件程序两个方面。
硬件电路部分，光控路灯控制器的主要包括感光元件、信号处理电路和执行电路。
感光元件通过接收周围环境的光线，并将光线强度转化为电信号。
常用的感光元件有光敏电阻和光敏二极管，其特点分别是阻值与光强负相关和电压与光强正相关。
感光元件输出的电信号传入信号处理电路，通过对信号进行放大、滤波、转换等处理，将其变为适合控制运算的信号。
执行电路根据信号处理电路输出的信号，通过控制继电器或晶体管等开关元件来控制路灯的亮灭。
此外，为了提高系统的稳定性和可靠性，还可以在电路中添加过压保护和过流保护电路，以预防由于电源异常等原因引起的损坏。
软件程序方面，光控路灯控制器的设计需要进行光感度调节和控制算法设计两个步骤。
光感度调节是为了使控制器能够在不同的环境光强下正常工作，可以通过在程序中设定合适的阈值，对感光元件输出的电信号进行判定，并调整控制器的工作范围和响应时间。
控制算法设计是为了实现自动控制的功能，根据光强的变化来控制路灯的亮灭。
一种简单的算法是通过判断当前光强和预设光强值的大小关系，来控制路灯的开关。
当光强小于预设值时，控制器使路灯亮起；当光强大于预设值时，控制器使路灯熄灭。
另一种更复杂的控制算法是根据不同时间段的光强变化规律来进行精准控制。
例如，在夜晚光强较低且稳定的情况下，可以降低光控灯的亮度，以节约能源及维护环境的目的。
总结起来，光控路灯控制器的设计需要从硬件电路和软件程序两个方面进行考虑。
在硬件电路方面，需要选择合适的感光元件和开关元件，并添加保护电路，以确保系统的稳定性和可靠性。
在软件程序方面，需要进行光感度调节和控制算法设计，以实现自动控制的功能。
通过合理的设计，光控路灯控制器可以方便地应用于各种场所，为人们提供更加智能、舒适和节能的路灯照明环境。
时控及光控的校园LED节能路灯设计
• 150•目前大学校园里使用的路灯存在不少的缺点：第一，功耗高，许多学校的路灯不是节能灯。
第二，更为重要的现实问题是使用时的能源浪费问题，即在进入傍晚或黎明时，外界自然光亮度尚可，而一般校园路灯没有相应的控制手段，使路灯处于较弱的亮度来节省能源；而在午夜至黎明的这段时间校道上基本无人，路灯的持续照明则会造成能源的不必要浪费，而直接断电则有人经过而路灯却不亮会造成行人不便。
因此，根据学校路灯实际使用情况，即：傍晚和黎明时分有自然光的补充，路灯无需充分点亮，午夜至黎明人流稀少，路灯无需时刻保持点亮状态，设计一种依据时间需求和自然光辐射、人体红外光辐射的双重控制路灯是符合校园路灯实际使用和节能需求的。
1 系统设计目标与要求本设计的目标是根据校园路灯实际使用的情况，采用在照明时间上进行控制、及光电传感器对人体红外光、自然背景光的感应，设计出一种具有高节能且能够实现高品质照明的时控及光控双重控制模式的校园智能LED 节能路灯，将实现：①在傍晚或黎明时依据自然光的明暗来控制路灯相应的亮度；②从午夜12点至凌晨6点熄灭路灯，该时间段内若有人经过则自动短时间亮起路灯以进行照明的功能。
2 系统结构设计本设计将采用单片机作为主控芯片，外界光信息的采集用红外热释电传感器、硅光电池等来实现，用ADC 进行模数转换，采用时钟芯片来提供时间参考，用以照明的LED 灯的亮度控制电路采用PWM 调制，采用光敏电阻进行开关电路的搭建。
智能路灯控制系统的原理设计总方案如图1所示。
图1 智能路灯控制系统的原理框图3 硬件设计3.1 主控芯片由于STC89C52RC 单片机具有价格低、使用方便、资料多、可在线下载等诸多优点，本设计选用其作为主控芯片，该芯片是一种高性能低功耗的CMOS 结构8位微CPU ，其具有8K 字节容量的可编程Flash 存储器，512字节随机存储，32位信号输入输出线，虽然STC89C52RC 单片机仍然使用MCS-51内核，但其做了很多的改进。
声光控路灯控制系统设计
声光控路灯控制系统设计一、系统原理声光控路灯控制系统的原理是通过声音传感器和光照传感器感知环境中的声音和光线强度，并据此自动调节路灯的亮度。
当环境中的声音超过一定阈值时，系统会判断有人经过，此时会将路灯的亮度调高，以提供良好的照明效果；当环境中的光线强度低于一定阈值时，系统也会自动调节路灯的亮度，以确保夜间驾车和行人的安全。
二、硬件设计1.声音传感器：用于检测环境中的声音强度，并将声音信号转换成电信号，传递给微控制器进行处理。
2.光照传感器：用于感知环境中的光线强度，并将光照信号转换成电信号，传递给微控制器进行处理。
3. 微控制器：负责接收声音传感器和光照传感器的信号，并通过判断和计算确定路灯的亮度控制信号。
常用的微控制器可选择Arduino、Raspberry Pi等。
4.继电器：用于控制路灯的电源开关，根据微控制器的输出信号来控制路灯的亮灭和亮度。
三、软件设计1.信号处理算法：将声音传感器和光照传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，然后进行滤波和功率计算等处理，以得到准确的环境声音和光照的数值。
2.控制逻辑：根据声音和光照信号的数值，采用一定的算法进行判断和计算，得出路灯的亮度控制信号。
例如，当声音超过阈值时，亮度调高；当光照低于阈值时，亮度调高。
此外，还可以根据具体需求设计其他的控制策略，如定时开关、手动控制等。
软件设计中还需考虑异常情况处理和系统稳定性等问题，如在传感器故障时应有相应的错误处理机制；在电源不足或其他外界干扰情况下，系统应能正常工作或提供相应的保护。
综上所述，声光控路灯控制系统设计应包括系统原理、硬件设计和软件设计三个方面。
通过合理的设计，可以实现智能路灯的节能控制，提高路灯的能源利用效率。
路灯控制系统的设计(毕业设计)
路灯控制系统的设计摘要随着中国经济的快速发展，人类对电力能源的需求日益增大，电力资源日益缺乏。
因此如何节能降耗已成为近几年来人们关注讨论和研究的话题。
本文研究的路灯控制系统是针对我国城市在路灯照明的控制方面产生的巨大能源消耗和浪费而开发出的新的智能型的路灯控制系统。
本文详细介绍了该系统的设计与实现。
本文详细介绍并分析了以单片机芯片AT89S52、时钟芯片DS1302、光敏电阻为主要部件的硬件电路和在以keil 软件为主要编程环境的软件部分。
通过时间控制和环境参数控制相结合的方法去控制路灯。
实现随着光照强度的大小和在一定时间段内路灯都有着的不同表现，午夜路灯间隔开以节省电源，光照很足时路灯全部自动断开不工作等功能。
实验表明，该路灯控制系统是一种智能型控制系统。
电力资源既能够得到合理利用也不会影响人类的交通安全。
随着社会的发展，路灯控制系统会得到更广泛的应用。
关键词：路灯控制、单片机、时钟芯片、光敏电阻AbstractWith China's rapid economic development, human electricity demand growing, the power resource-scarce. Therefore, how energy consumption has become a topic of discussion and research attention.In this paper, the street light control system for street lighting in the Chinese cities control the enormous energy consumption and waste and to develop new intelligent street lights control system.This paper describes the design and implementation of the system.This paper introduced and analyzed in single chip AT89S51, clock chip DS1302, photosensitive resistance as the main components of hardware circuitry and with keil as the main programming environment software.Time control and the environment through the combination of parameter control methods to control the lights. As the light intensity to achieve a certain period of time the size and all have different performance lamps, night lights spaced to save power, light is enough to automatically disconnect when the lights do not work all the functions. Experiments show that the street light control system is an intelligent control system. Power can be both rational utilization of resources will not affect the safety of mankind. With the social development, street lighting control system will be more widely used.Key words: street lighting control, single-chip, clock chips, light resistance目录第一章绪论................................... 错误!未定义书签。
模拟电路课程设计声光控路灯设计论文-V1
模拟电路课程设计声光控路灯设计论文-V1模拟电路课程设计 - 声光控路灯设计论文引言路灯作为城市中不可缺少的设施，能够为夜晚的夜行人提供足够的照明，保障交通安全，减少犯罪行为。
然而，在实际的使用过程中，常常出现了路灯亮度不足、升降机故障等问题。
本篇论文就是基于这些问题，提出声光控路灯设计方案。
设计思路本次设计方案是基于声光控技术实现的路灯控制方案，当环境亮度低于一定限值时，路灯会自动点亮并发出声音提醒。
当环境亮度较高，路灯会自动关闭。
同时还具有手动控制的功能，可以通过面板手动控制路灯的状态。
主要部件本次设计所需要的主要部件如下：- 图象变压器- 整流滤波电源- 换流电路- 振荡器- 比较器电路实现1. 图象变压器在输入变压器中提供适宜的业务电压和形态，转换成可在后续电子设备中使用的电源，采用220V/24V输出变压器，所以在设计电路时，需要将输出变压器进行正确的连接。
2. 整流滤波电源主要是为后续的电子设备提供稳定的电源，让电路可以持续稳定工作。
3. 换流电路可以实现输出的互换，让路灯能够正常的升起和落下。
4. 振荡器按照一定的频率振动，生产电波。
本次设计选择使用晶体振荡器，通过调整其频率，可以实现控制路灯的开关。
5. 比较器可以实现声光控制的功能，当照度值低于限值时，比较器会将信号发送给控制器，控制器反过来控制路灯亮起和声音提醒。
6. 手动控制部分是实现人机交互的关键，在路灯控制器面板上提供手动关闭、自动控制等按钮，可以灵活地控制路灯状态。
结论本次声光控路灯设计方案基于模拟电路的设计实现，通过图象变压器、整流滤波电源、换流电路、振荡器、比较器等部件的组合构成一个高效的控制电路，可以实现自动声光控制及手动控制，可以实现路灯亮度不足、升降机故障等问题。
该设计方案可以为城市的夜间交通，以及行人的安全提供有效的保障。
自动光控制路灯电路设计(已实现)
电子线路课程设计题目路灯控制器设计专业班级09物电电信一班学生姓名徐旷怡陈梦达周吉指导教师张丹二O一二年十一月路灯控制器的设计设计说明：安装在公共场所或道路两旁的路灯，通常是随环境的亮和暗而自动的关断和开启或者自身亮度，同时可以对消耗的电功率进行测量。
实验时用1W白光LED （3.3V@300mA）代替路灯，用调光台灯替代环境光线变化。
（LED采用恒流供电，电流变化可以与LED亮度的变化约为线性变化。
）设计要求：基本部分1、自制电路供电的稳压电源；2、LED采用恒流供电。
3、该控制器具有环境亮度检测和控制功能，当处于暗（亮）环境下能够自动开（关）灯，为了演示方便，在现场演示时，当调光台灯（模拟自然光）较暗（较亮）时相当于暗环境（亮环境），此时另一个白光LED（模拟路灯）将被点亮（熄灭），以此实现光控功能。
发挥部分1、设计一个环境光线检测器，其输出电压能随光线近线性变化；2、受控的LED灯能随环境光线的明暗变化调整亮度，使在LED灯光照射范围内的光照强度保持恒定。
一、设计方案为了实现LED灯随环境光线的明暗变化调节亮度，我们使用了光敏三级管3DU33和运算放大器构成的基本电路。
通过光敏三级管得感光特性控制第一级运算放大器的输入电压，然后通过反馈来调节LED灯的明暗变化。
实现该电路的电路原理图如下：图1二、原件清单三、电路原理我们设计的电路原理图可以分为三个组成部分：电压控制电路，运算放大器比较电路和电流负反馈电路。
1、运算放大器比较电路如图2，电压控制电路是根据3DU33的感光特性来控制支路电压值得变化。
当有光照（1000lx）的情况下流过光敏三极管的光电流有10mA，这时电阻R1(1k)就会分得大部分电压，于是支路的电压就很小甚至为零；反过来，当环境光线不充足时，流过光敏三极管的暗电流只有几十微安，这时电阻R1分压就会降低，支路就会获得更大的电压。
通过光敏三极管的特性进行线性分压，从而能很好的控制运算放大器输入电压的变化来调节LED灯。
基于51单片机的声控和光控路灯的设计
基于51单片机的声控和光控路灯的设计声控和光控是现代智能化路灯系统中的两种常见控制方式。
基于51单片机的声控和光控路灯设计，可以实现根据环境音量和光照强度的变化对路灯的开关进行智能控制。
设计要点：1.声音控制模块的设计：使用麦克风传感器以及电平转换电路将声音信号转换为合适的模拟电压信号，并通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，输入到51单片机的AD口。
2.光强控制模块的设计：使用光敏电阻作为光感传感器，通过调整电阻的阻值来改变模拟电压信号的大小，再通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，输入到51单片机的AD口。
3.路灯控制模块的设计：通过51单片机的IO口控制继电器的开关，实现对路灯的开关控制。
4.算法设计：根据声音和光照信号的变化，设计相应的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。
设计步骤：1.搭建硬件平台：选取合适的传感器、模块和外围电路，连接到51单片机的相应引脚。
2.开发软件程序：使用汇编或C语言开发相应的程序，包括输入输出控制、AD转换、定时和中断处理等。
3.声音控制算法设计：根据声音信号的变化，设计合适的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。
4.光强控制算法设计：根据光照信号的变化，设计合适的算法来判断是否需要开启或关闭路灯。
5.路灯控制算法设计：根据声音和光照信号的变化，结合设定的阈值，设计相应的控制算法来判断是否需要开启或关闭路灯。
6.调试和测试：将程序烧录到51单片机中，进行硬件和软件的调试和测试，确保系统能够正常运行。
设计注意事项：1.选择合适的传感器和电路，保证信号的准确性和稳定性。
2.设计合适的判断算法，避免误操作或过于灵敏。
3.根据实际需求，设定合适的阈值，确保路灯的控制精确度。
4.考虑到系统的可靠性和稳定性，需要对硬件和软件进行充分的测试和调试。
总结：基于51单片机的声控和光控路灯设计，可以实现根据环境音量和光照强度的变化对路灯的开关进行智能控制。
设计的关键点包括声音控制模块和光强控制模块的设计、路灯控制模块的设计以及相应的算法设计。
光控路灯控制器的设计
第一章绪论1.1选题背景:光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。
1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。
经历十多年的初期探索，从70年代后期起，随着半导体光电子器件和硅基光导纤维两大基础元件在原理和制造工艺上的突破，光子技术与电子技术开始结合并形成了具有强大生命力的信息光电子技术和产业。
光电子技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。
其中信息光电子技术是光电子学领域中最为活跃的分支。
在信息技术发展过程中，电子作为信息的载体作出了巨大的贡献。
但它也在速率、容量和空间相容性等方面受到严峻的挑战。
采用光子作为信息的载体，其响应速度可达到飞秒量级、比电子快三个数量级以上，加之光子的高度并行处理能力，不存在电磁串扰和路径延迟等缺点，使其具有超出电子的信息容量与处理速度的潜力。
充分地综合利用电子和光子两大微观信息载体各自的优点，必将大大改善电子通信设备、电子计算机和电子仪器的性能。
1.2光电子技术简介：光电子技术激光在电子信息技术中的应用形成的技术。
光电子技术确切称为信息光电子技术。
20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。
现在全世界敷设的通信光纤总长超过1000万公里，主要用于建设宽带综合业务数字通信网。
以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术称为市场最大的电子产品。
人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望，希望获得功耗的、响应带宽很大，噪音低的光电子技术。
光电子技术又是一个非常宽泛的概念，它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收，涵盖了新材料（新型发光感光材料，非线性光学材料，衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等）、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。
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课程设计任务书题目路灯光控开关的设计专业、班级学号姓名主要内容：利用二极管，光电池，继电器等器件设计一个可以通过光线变化自动控制路灯开关的电路。
基本要求：(1). 能正确控制路灯开关。
(2). 写出相关设计原理。
(3). 画出电路图。
主要参考资料：(1)传感器与传感器技术何道清编科学出版社(4)传感器理论与设计基础单成祥编国防工业出版社完成期限指导教师签名：课程负责人签名：年月日路灯光控开关的设计摘要:光控路灯可以根据光线明暗自动控制开关状态，主要用在楼道等公共场所。
光电池是能将光信号转换成电信号的器件，通过三极管组成的多级放大电路可实现控制功能。
此次实验的路灯控制器是由光电池，放大器，继电器，二极管，电源电路等元件组成，核心是光电池转换光信号，传送到继电器，然后由继电器控制电路通断。
通过此次设计了解常用路灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案。
通过此次课程设计能增强动手能力和实际电路设计能力，更深刻理解相关电路原理及光敏元件光电特性，继电器控制通断原理，加强对相关理论知识的理解。
关键词：继电器；光敏元件；关照变化；控制目录1.设计目的 (4)2.基本要求 (4)3.设计方案 (4)3.1 路灯控制器原理 (4)3.2 电路分析 (5)3.3 器件选择 (7)4.电路原理图 (10)6.元器件列表 (12)7.心得体会 (13)8.参考文献 (14)1.设计目的利用二极管，光电池，继电器等器件设计一个可以通过光线变化自动控制路灯开关的电路。
2.基本要求(1). 能正确控制路灯开关。
(2). 写出相关设计原理。
(3). 画出电路图。
3.设计方案3.1 路灯控制器原理此路灯控制器设计主要由电池，放大器，继电器，二极管，电源电路等元件组成，继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
在这个电路中随着光照的变化，继电器会相应的吸合或者断开，即决定路灯工作与否。
白天有光照，光电池输出电动势，BG1加正向偏压，BG1和BG2处于截止状态，继电器J不吸合，灯L不亮。
当夜晚没有光照，光电池无电动势，BG1加反向偏压，当上升到一定程度后，BG1导通，BG2随之导通，继电器J吸合，灯L点亮。
图 3-1 光电开关以光电池为核心元件的带继电器控制输出的光控开关电路有许多形式，在本实验使用了简单的继电器开关电路。
其工作原理是：有光照时由于光电池输出电动势，激励电流使继电器工作，常开触点闭合，没有光照时光电池不输出电动势，常闭触点断开，实现对外电路的控制。
线路的主回路的相线由交流接触器的三个常开触头并联以适应较大负荷的需要。
3.2电路的分析利用光照为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光电池，利用其有光线时输出电动势，而无光线较时则不输出电动势的特点，可将光线信号转换成电信号，再通过继电器控制通断可以有效地完成控制需要。
这类设计中，只要能将光线信号取出，整个设计也便完成了大半，至于控制部分的设计，可采用继电器输出，这样就算驱动较大的路灯负载，只需再加交流接触器便可完成。
在本系统的设计中，如何提高系统在光线临界状态的稳定性，是设计的难点所在。
在设计中若能用运放电路来完成处理，则可将运放接成电压比较器的方式，这样可以完成较为精确的起控；若采用分立元件来处理，可以采用稳压管来稳定工作点，只有当分压大于稳压管的击穿电压时，电路才能起控。
光控路灯控制器可以自动实现白天路灯自动点亮晚上自动关掉，既方便又实用。
不仅节约了电能，而且能延长灯泡使用寿命。
可广泛应用于楼梯，走廊小区等公共场所的照明控制。
继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx，继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym，即常开触点从断到通。
一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不再起变化。
当输入量x从某一大于xx值下降到xf，继电器开始释放，常开触点断开。
我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入－输出特性。
释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数，即 Kf= xf /xx 触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P 0之比叫做继电器的控制系数，即Kc=PC/P。
图3-2 继电器的输入输出特性3.3器件的选择3.3.1半导体二极管几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
二极管种类有很多，作用也很多，主要作用包括整流，限幅，箝位，隔离。
我们设计所用的二极管组就是其中的整流二极管。
二极管按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。
根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。
按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。
在综合实践中，我用的是整流二极管。
1N4002是一种整流二极管，它是利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。
3.3.2三极管三极管按材料分有两种：锗管和硅管。
而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电集c。
三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。
如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。
如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。
我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。
3.3.3 电容电容器的基本作用就是充电与放电，但由这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。
用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。
在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。
在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。
3.3.4 发光二极管发光二极管简称LED，是一种将电能转换为光能的特殊二极管，是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。
发光二极管工作于正向偏置状态，正向电流通过发光二级管，它会发出光来，光的颜色视发光管的材料而定，用红色，黄色，绿色等等颜色。
正向工作电压一般不超过2v，正向电流为10mA左右，其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子－空穴对）在扩散过程中复合发光，这种发射过程主要对应光的自发发射过程。
按光输出的位置不同，发光二极管可分为面发射型和边发射型。
我们最常用的LED是 InGaAsP/InP双异质结边发光二极管。
发光二极管的发光原理同样可以用PN结的能带结构来解释。
制作半导体发光二极管的材料是重掺杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子，P区有较多的迁移率较低的空穴。
由于PN结阻挡层的限制，在常态下，二者不能发生自然复合，而当给PN结加以正向电压时，沟区导带中的电子则可逃过PN结的势垒进入到P区一侧。
于是在PN结附近稍偏于P区一边的地方，处于高能态的电子与空穴相遇时，便产生发光复合。
这种发光复合所发出的光属于自发辐射，辐射光的波长决定于材料的禁带宽度Eg。
发光二极管具有可靠性较高，室温下连续工作时间长、光功率－电流线性度好等显著优点，而且由于此项技术已经发展得比较成熟，所以其价格非常便宜。
因此在一些简易的光纤传感器的设计中，如果LED能够胜任，选用它作为光源即可大大降低整个传感器的成本。
然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。
因此，在一些需要功率高、调制速率快、单色性好的光源的传感器设计中，就不得不以提高成本为代价，选用其它更高性能的光源。
3.3.5光电池光电池是利用光生伏特效应直接把光信号转变成电信号的器件，通过磷（或硼）扩散形成Pn结而制作成的，用掺杂的氧化硅来制作的，掺杂的目的是为了影响电子或空穴的行为。
在有光照的情况下就是一个电源。
它是一个大面积的PN结，当光照射到PN结上时，便在PN 结两端产生电动势。
当P-N结受光照时，样品对光子的本征吸收和非本征吸收都将产生光生载流子。
但能引起光伏效应的只能是本征吸收所激发的少数载流子。
因P区产生的光生空穴，N区产生的光生电子属多子，都被势垒阻挡而不能过结。
只有P区的光生电子和N 区的光生空穴和结区的电子空穴对（少子）扩散到结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结。
光生电子被拉向N区，光生空穴被拉向P区，即电子空穴对被内建电场分离。
这导致在N区边界附近有光生电子积累，在P区边界附近有光生空穴积累。
它们产生一个与热平衡P-N结的内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区。
此电场使势垒降低，其减小量即光生电势差，P端正，N端负。
于是有结电流由P区流向N区，其方向与光电流相反。
如果这时分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有电流通过，如此形成的一个个电池元件。
4. 电路原理图路灯光电控制线路主回路相线由交流接触器CJD-10的三个常开触头并联以适应较大负荷需要，接触器触头的通断由控制回路控制。
当天黑无光照时光电池2CR本身的电阻和R1，R2组成分压器，使BG1基极电位为负，BG1导通，经BG2，BG3，BG4构成多级直流放大，BG4导通使继电器J动作，从而接通交流接触器，使常开触头闭和，路灯亮。
当天亮时，光电池受光照射后，产生0.2~0.5V电动势,使BG1在正偏压后截止，后面多级放大器不工作,BG4截止，继电器J释放使回路触头断开，灯灭。
调节R1可调整BG1的截止电压，以达到调节自动开关的灵敏度。
图3-3 总电路图5. 元器件列表6. 心得体会课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，通过此次课程设计，我明白了路灯控制器的工作原理，即通过光电池将光信号转换成电信号，利用继电器的通断控制路灯相应的开启或关闭。