物联网工程专业课程设计模板
物联网工程导论课程设计

物联网工程导论课程设计一、课程目标知识目标:1. 了解物联网工程的基本概念、原理及发展历程;2. 掌握物联网体系架构、关键技术及其在生活中的应用;3. 理解物联网安全、隐私保护等方面的知识。
技能目标:1. 培养学生运用物联网知识解决实际问题的能力;2. 提高学生设计和开发简单物联网应用系统的技能;3. 培养学生团队协作、沟通表达及创新能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对物联网工程的兴趣和热情,激发学习积极性;2. 增强学生的国家意识、社会责任感和职业道德;3. 引导学生树立正确的网络安全观,关注物联网安全与隐私保护。
课程性质分析:物联网工程导论课程旨在帮助学生建立物联网基本概念,了解物联网技术发展及应用,为后续专业课程学习打下基础。
学生特点分析:高中二年级学生具有一定的信息技术基础,对新鲜事物充满好奇,善于合作与探究,但可能对物联网工程了解不足。
教学要求:1. 结合实际案例,注重理论与实践相结合;2. 注重启发式教学,引导学生主动探究;3. 强调团队合作,培养学生的沟通与协作能力;4. 关注学生个体差异,实施差异化教学。
二、教学内容1. 物联网基本概念与原理- 物联网的定义、特点及发展历程- 物联网体系架构与关键技术2. 物联网技术在生活中的应用- 智能家居、智能交通、智能医疗等领域的应用案例- 物联网技术在疫情防控、环境保护等方面的作用3. 物联网安全与隐私保护- 物联网安全风险与威胁- 隐私保护策略与技术手段4. 物联网应用系统设计与开发- 系统设计方法与流程- 常用开发工具与技术选型5. 物联网工程实践案例- 分析典型物联网应用案例,了解实际应用中的问题与解决方案- 实践项目设计与实施,培养学生的实际操作能力教学内容安排与进度:1. 第1周:物联网基本概念与原理2. 第2周:物联网技术在生活中的应用3. 第3周:物联网安全与隐私保护4. 第4周:物联网应用系统设计与开发5. 第5-6周:物联网工程实践案例教材章节与内容对应:1. 物联网概述(第1章)2. 物联网体系架构与技术(第2章)3. 物联网应用与案例分析(第3章)4. 物联网安全与隐私保护(第4章)5. 物联网应用系统设计与开发(第5章)三、教学方法1. 讲授法:- 对于物联网基本概念、原理等理论知识,采用讲授法进行教学,为学生提供系统的知识框架。
高校物联网课程设计

高校物联网课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解物联网的基本概念、原理和技术架构,掌握物联网的关键技术及其应用场景。
2. 掌握物联网设备的工作原理,了解常见的传感器、执行器及其在物联网中的应用。
3. 了解物联网安全与隐私保护的基本知识,提高对物联网安全风险的认识。
技能目标:1. 具备运用编程语言进行物联网设备编程的能力,能够实现传感器与执行器的数据交互和控制。
2. 学会使用物联网开发平台,设计、搭建和调试简单的物联网应用系统。
3. 能够运用所学知识分析和解决物联网实际应用中的问题,具备一定的创新能力和实践操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对物联网技术及其应用的兴趣,激发学生的创新意识和探索精神。
2. 增强学生的团队合作意识,培养在团队中协同解决问题的能力。
3. 提高学生对物联网安全、隐私保护的重视,培养良好的网络道德素养。
课程性质:本课程为高校物联网专业核心课程,旨在培养学生的物联网理论知识和实践技能,提高学生的创新能力和实际操作能力。
学生特点:学生具备一定的计算机和网络基础知识,对物联网技术有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:结合物联网发展趋势,注重理论与实践相结合,强调动手实践,培养学生解决实际问题的能力。
通过本课程的学习,使学生能够掌握物联网核心知识,具备物联网应用设计与开发的基本能力。
二、教学内容1. 物联网基本概念与体系结构:包括物联网的定义、发展历程、体系结构及其关键技术。
- 教材章节:第一章 物联网概述- 内容:物联网的起源、定义、体系结构;感知层、网络层、应用层的关键技术。
2. 物联网感知技术:介绍常见传感器的工作原理、特性及应用场景。
- 教材章节:第二章 感知技术- 内容:传感器分类、原理、性能参数;典型传感器(如温度、湿度、光照等)的应用案例。
3. 物联网网络通信技术:讲解物联网中数据传输的原理和常用通信协议。
- 教材章节:第三章 网络通信技术- 内容:有线和无线通信技术;TCP/IP、MQTT、CoAP等物联网协议;网络层设备如路由器、交换机的配置与使用。
广工物联网课程设计

广工物联网课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握物联网的基本概念,理解其工作原理及相关技术;2. 使学生了解物联网在实际应用中的案例分析,如智能家居、智慧城市等;3. 帮助学生掌握物联网编程基础,学会使用相关开发工具。
技能目标:1. 培养学生运用物联网技术解决实际问题的能力;2. 提高学生团队协作、沟通表达的能力;3. 培养学生动手实践、创新设计的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对物联网技术的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生关注社会热点问题,提高社会责任感;3. 培养学生尊重知识产权,遵循工程伦理道德。
本课程针对广东工业大学物联网工程专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,制定以上课程目标。
通过本课程的学习,学生将能够掌握物联网基础知识,具备一定的编程和动手实践能力,同时培养良好的团队协作和情感态度价值观。
为实现这些目标,课程将分解为具体的学习成果,以便进行后续的教学设计和评估。
二、教学内容1. 物联网基本概念与体系结构:介绍物联网的定义、发展历程、体系结构及关键技术,涉及传感器技术、嵌入式系统、网络通信等;2. 物联网应用案例分析:分析智能家居、智慧城市、智能交通等领域的物联网应用案例,了解实际应用场景及解决方案;3. 物联网编程基础:学习物联网编程语言(如Python、C等),掌握编程环境及开发工具的使用;4. 物联网项目实践:分组进行项目实践,培养学生动手能力、团队协作能力和创新思维;- 项目一:智能灯控系统设计与实现;- 项目二:环境监测系统设计与实现;- 项目三:智能安防系统设计与实现;5. 物联网安全与隐私保护:介绍物联网安全风险、防护措施及隐私保护策略。
教学内容依据课程目标进行选择和组织,确保科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容安排和进度,对应教材章节如下:1. 第一章 物联网基本概念与体系结构;2. 第二章 物联网应用案例分析;3. 第三章 物联网编程基础;4. 第四章 物联网项目实践;5. 第五章 物联网安全与隐私保护。
物联网专业基础课程设计

物联网专业基础课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解物联网的基本概念,掌握物联网的体系结构及其关键技术。
2. 学生能描述物联网在实际应用中的原理和过程,如传感器技术、数据通信等。
3. 学生能了解物联网的发展趋势及其在智慧城市建设中的作用。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计简单的物联网应用系统,具备初步的物联网系统分析与设计能力。
2. 学生能通过实际操作,掌握物联网设备的连接、调试和编程方法,具备一定的实践操作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对物联网技术的好奇心和探究精神,激发创新意识和实践欲望。
2. 学生认识到物联网技术在现代社会中的重要性,树立正确的科技观和社会责任感。
3. 学生在团队协作中学会沟通与交流,培养合作精神和集体荣誉感。
本课程针对物联网专业学生,结合学科特点、学生年级及教学要求,注重理论与实践相结合,培养学生的专业知识、技能和情感态度价值观。
课程目标具体、可衡量,旨在帮助学生掌握物联网基础知识,提高实践操作能力,激发创新精神,为后续深入学习物联网技术打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 物联网基本概念:介绍物联网的定义、发展历程、体系结构及其关键技术。
- 教材章节:第一章 物联网概述2. 传感器技术:讲解传感器的原理、分类及其在物联网中的应用。
- 教材章节:第二章 传感器与执行器3. 数据通信技术:阐述物联网中的数据通信原理、协议及网络架构。
- 教材章节:第三章 数据通信基础4. 物联网平台与应用:分析物联网平台的架构、功能及其在实际应用中的案例。
- 教材章节:第四章 物联网平台与应用5. 物联网安全与隐私:探讨物联网安全风险、安全机制及隐私保护措施。
- 教材章节:第五章 物联网安全与隐私6. 实践操作与案例分析:组织学生进行物联网设备连接、调试和编程实践,分析典型物联网应用案例。
- 教材章节:第六章 实践操作与案例分析教学内容按照教学大纲安排和进度进行,注重理论与实践相结合,让学生在掌握物联网基础知识的同时,提高实践操作能力。
物联网工程概论课程设计 (2)

物联网工程概论课程设计一、设计背景随着物联网的兴起和应用,物联网技术在现代化社会及其各个领域得到了广泛的应用,不仅能够为人们带来生活的便利,还能够促进社会经济的发展和创新。
本次课程设计旨在通过学习《物联网工程概论》相关知识,培养学生对物联网系统的设计和实现能力,提高物联网应用能力和创新能力,让学生了解物联网的概念、关键技术、应用示范等方面的知识,从而能够为物联网行业发展做出贡献。
二、设计目标1.了解物联网的基本概念、架构、关键技术等,掌握物联网系统设计的基本原理和方法。
2.学习物联网系统的实现技术,包括传感器技术、有线、无线传输技术、数据处理和分析等。
3.熟悉物联网系统的应用场景,包括智慧家居、智慧医疗、智慧工厂、智慧城市等,掌握物联网行业的发展方向和趋势。
4.提高学生的创新能力和综合素质,通过课程设计的实践,培养学生的动手实践能力,能够独立完成物联网项目设计。
三、设计内容1.物联网概论基础课程:介绍物联网的基本概念、架构和标准等内容,包括物联网的发展历程、技术体系、基础架构和应用示范等。
2.物联网系统设计课程:介绍物联网系统的设计原理、方法和流程,包括需求分析、系统设计、系统实现和测试等,通过案例演示和实践操作,让学生掌握物联网系统设计基本技能。
3.物联网应用实践课程:通过实验操作和实际案例分析,让学生了解物联网系统的应用场景、技术指标和标准要求等,加深对物联网技术的理解和掌握,同时提高学生的实践能力和创新能力。
四、设计实践1.设计任务设计物联网系统的数据采集、传输、存储和分析过程,实现智能家居的远程控制和监测功能。
2.设计流程需求分析→系统设计→系统实现→系统测试3.设计要求(1)系统需求分析:分析智能家居的数据采集、传输、存储和分析需求,制定相应的系统设计方案。
(2)系统设计:按照系统设计方案进行硬件和软件的设计,包括传感器模块、通信模块、存储模块等。
(3)系统实现:根据系统设计方案,完成硬件和软件的搭建、集成和调试,确保系统能够正常工作。
物联网工程系统课程设计

物联网工程系统课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解物联网工程系统的基本概念、关键技术及其应用,培养学生对物联网工程系统的分析、设计和实现能力。
通过本课程的学习,学生应达到以下目标:1.知识目标:–掌握物联网工程系统的的基本概念和组成;–理解物联网工程系统的主要关键技术;–了解物联网工程系统的应用领域。
2.技能目标:–能够分析物联网工程系统的问题和需求;–能够运用所学知识设计简单的物联网工程系统;–能够对物联网工程系统进行调试和优化。
3.情感态度价值观目标:–培养学生对物联网工程系统的兴趣和好奇心;–培养学生团队合作和解决问题的能力;–培养学生关注物联网工程系统在社会发展中的作用和责任。
二、教学内容根据课程目标,本课程的教学内容主要包括以下三个方面:1.物联网工程系统的基本概念和组成:介绍物联网的定义、发展历程、基本原理和组成要素,让学生了解物联网工程系统的基本框架。
2.物联网工程系统的主要关键技术:讲解物联网工程系统中涉及的关键技术,如传感器技术、网络通信技术、数据处理与分析技术等,并分析这些技术在实际应用中的重要作用。
3.物联网工程系统的应用领域:介绍物联网工程系统在生产、生活、科研等领域的典型应用案例,让学生了解物联网工程系统在现实生活中的重要意义。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:通过讲解物联网工程系统的基本概念、关键技术及其应用,使学生掌握相关知识。
2.案例分析法:通过分析典型的物联网工程系统应用案例,让学生更好地理解物联网工程系统的实际应用。
3.实验法:学生进行物联网工程系统的实验操作,培养学生的实际动手能力和实践能力。
4.讨论法:学生进行小组讨论,引导学生主动思考、探索问题,培养学生的团队合作和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选择合适的教材,为学生提供系统、全面的学习资料。
2.参考书:提供相关的参考书籍,丰富学生的知识体系。
物联网课程设计电子版

物联网课程设计电子版一、教学目标通过本章的学习,使学生了解物联网的基本概念、关键技术及其应用领域;掌握物联网的基本架构和原理,包括感知层、网络层和应用层;培养学生运用物联网技术解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解物联网的定义、发展历程和应用领域。
(2)掌握物联网的基本架构,包括感知层、网络层和应用层。
(3)熟悉物联网的关键技术,如RFID、传感器、云计算、大数据等。
2.技能目标:(1)能够运用物联网技术分析实际问题,并提出解决方案。
(2)具备搭建简单物联网系统的能力。
(3)能够对物联网项目进行可行性分析和评估。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对物联网技术的兴趣,激发创新意识。
(2)培养学生团队合作精神,提高实际操作能力。
二、教学内容本章主要内容包括物联网的基本概念、关键技术及其应用领域。
具体安排如下:1.第一节:物联网概述(1)物联网的定义与发展历程。
(2)物联网的应用领域及发展趋势。
2.第二节:物联网基本架构(1)感知层:RFID、传感器等。
(2)网络层:无线通信、互联网等。
(3)应用层:智能家居、智能交通等。
3.第三节:物联网关键技术(1)RFID技术:原理、应用及发展趋势。
(2)传感器技术:种类、原理及应用。
(3)云计算与大数据:基本概念、应用场景。
三、教学方法本章采用多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性:1.讲授法:讲解物联网的基本概念、关键技术及应用领域。
2.案例分析法:分析实际案例,让学生了解物联网技术的应用。
3.实验法:学生进行物联网实验,提高实际操作能力。
4.讨论法:分组讨论,培养学生的团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为实现教学目标,本章将采用以下教学资源:1.教材:《物联网技术与应用》。
2.参考书:《物联网导论》、《物联网工程》。
3.多媒体资料:PPT、视频、动画等。
4.实验设备:RFID读写器、传感器、物联网开发平台等。
五、教学评估本章的教学评估将采用多元化评价方式,全面、客观地评价学生的学习成果。
物联网工程布线技术课程设计 (2)

物联网工程布线技术课程设计一、课程设计目的本课程设计旨在帮助学生掌握物联网工程中的布线技术,了解物联网工程布线的原理和流程,培养实践能力,为未来物联网工程实践打下坚实的技术基础。
二、课程设计内容本课程设计分为以下三个部分:1. 布线理论学习学生将学习物联网工程中的布线理论知识,包括:•布线的定义、作用、分类和基本要求•布线材料的性能、选择和使用方法•布线系统的设计和规划原则•布线系统的测试和维护方法2. 布线实验操作学生将进行物联网工程布线实验操作,包括:•布线材料的剥皮和端子的制作•布线系统的调试和测试•布线系统的故障排除3. 综合实践操作学生将完成一个综合性物联网工程布线实践项目,包括:•布线系统的设计和规划•布线材料的选购和采购•布线材料的安装和调试•布线系统的测试和维护三、课程设计步骤步骤一:布线理论学习学生首先需要通过课堂听讲、课上讨论和自主阅读等形式,了解物联网工程布线的基本概念和理论知识。
学生可以通过以下方式学习:•阅读相关教材或参考资料•观看相关视频课程或网上课程•参加相关培训或讲座活动•与专业人士交流或讨论步骤二:布线实验操作学生将通过实验操作,掌握物联网工程布线的具体实现方法。
学生可以通过以下方式操作:•制作材料的剥皮和端子•使用工具进行布线系统的连接•进行布线系统的调试和测试•对布线系统的故障进行排除和修复步骤三:综合实践操作学生将完成一个综合性的物联网工程布线实践项目,来展示所学知识和实践能力。
学生可以通过以下方式完成:•设计和规划一个实际的布线系统•选择和采购适合的布线材料和工具•安装和调试布线系统,并进行测试与维护四、课程设计评估学生将根据布线理论学习、布线实验操作和综合实践操作的情况进行评估。
评估方式包括:•学生的课堂表现和作业完成情况•学生布线实验操作的情况•学生综合实践操作项目的成果和评分五、课程设计总结本课程设计既考虑了学生的知识学习,也注重学生的实践能力培养。
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大连海事大学课程设计2016年1月10日大连海事大学课程设计任务书课程传感器技术课程设计题目专业姓名学号主要内容:以实验室购买的极光尔沃3D打印机组件为材料进行组装,完成对机械、电气、控制等模块的调试;自行设计3D打印产品进行打印;对系统各部分进行分析,并查找相关资料,完成对全系统的详细分析设计报告。
基本要求:(1)完成系统的组装。
(2)完成对机械、电气、控制等模块的调试,并对PID参数调试正确,保证系统正确运行。
(3)打印自行设计的3D产品。
(4)完成全系统的详细分析设计报告。
参考资料:[1]极光尔沃3D打印机产品说明书[2]网上查找3D打印机相关资料完成期限2015.12.28至2016.1.10学生(签名)指导教师(签名)专业负责人(签名)2016年1月10日目录1设计要求 (1)2方案设计 (1)2.1设计思路 (1)2.2总体方案方框图 (1)2.3基本原理 (2)3总体方案的选择和设计 (2)3.1简单声控音乐彩灯控制器 (2)3.2音乐彩灯控制器 (3)4单元电路的设计 (3)4.1整流电路的设计 (3)4.2滤波电路的设计 (4)4.3高通滤波器 (5)4.4低通滤波器 (5)4.5元件参数的计算及选择 (6)5总电路图 (7)6总结 (7)参考文献 (8)附录 (9)1设计要求选取一种方法设计音乐彩灯控制器,要求该音乐彩灯控制器电路由三路不同控制方法的彩灯所组成,采用不同颜色的发光二极管作课题实验。
(1)第一路为音乐节奏控制彩灯,按音乐节拍变换彩灯花样。
(2)第二路按音量的强弱(信号幅度大小)控制彩灯。
强音时,灯的亮度加大,且灯被点亮的数目增多。
(3)第三路按音量高低(信号频率高低)控制彩灯。
低音时,某一部分灯点亮;高音时,另一部分灯点亮。
2方案设计2.1设计思路根据课题要求,可将控制器分为三部分来实现。
(1)由于音乐的节奏是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。
因此,可采用记数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号发生器,使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。
(2)将声音信号变成电信号,经过放大、整流滤波,来点亮彩灯,以实现声音信号强弱的控制。
(3)采用高、低通有源滤波电路来实现高、低音对彩灯的控制。
2.2总体方案方框图图1基本原理框图2.3基本原理基本原理框图如图1所示。
1、采用运算放大器或555定时器构成多谐振荡器,产生矩形波信号作为计数器的时钟脉冲,计数器输出经译码器可得多路译码输出信号,再经过驱动器使相应的彩灯点亮。
2、采用动圈式话筒或者扬声器,将声响信号变成电信号输出,并经过放大器将其放大。
由于音频信号的频率高于发光元件的响应频率,为使发光元件有适当的显示时间,可加入延时电路,减少发光元件闪烁现象。
3总体方案的选择和设计3.1简单声控音乐彩灯控制器图2低成本声控音乐彩灯简单声控音乐彩灯控制器的电路如图2所示,R1、R2、D和C组成电阻降压半波整波电路,输出约3V的直流电供SCR的控制回路用。
压电陶瓷片HTD担任声-电换能器,平时调W使BG集电极输出低电平,SCR关断,彩灯不亮。
当HTD接收到声波信号后,BG集电极电平升高,SCR即开通,所以彩灯能随室内收音机播出的节目的音乐节奏而闪烁发光。
W可用来调节声控灵敏度,W由大调小时,声控灵敏度愈高,但W过小时,电灯常亮,这时就失去声控作用,使用调试时,将W由大逐渐调小至某一阻值时,电灯即点亮,再将W退回少许(即稍微调大),电灯就熄灭,这时声控灵敏度最高,离HTD二三米远处普通谈话声就能使彩灯闪烁。
如嫌灵敏度太高,只要将W调大些即可,电灯长亮不熄,表示BG的放大倍数β值过小,应更换β大些的三极管。
电阻均为1/8W碳膜电阻。
3.2音乐彩灯控制器如附录所示为实用音乐彩灯控制电路。
该控制器由声电转换和放大电路、时钟脉冲发生器、计数电路和控制电路等组成。
拾音话筒MIC将声音信号转换为电信号,并经BG1~BG3放大后加至四路模拟开关CD4066(IC3)。
时钟脉冲发生器由IC1(555)和W1、R1、R2、D1、C1等组成,该电路产生信号的周期为T=0.693(R w1+R1+R2)C1,图示参数对应的周期T在0.5~5秒范围内变化。
其中555③脚输出加至IC2作为CP脉冲。
IC2采用CMOS型十进制计数器/脉冲分配器CD4017,在时钟CP作用下,Q0(③脚)、Q1(②脚)、Q2(④脚)、Q3(⑦脚)、Q4(⑩脚)相继出现高电平脉冲,且Q4加至复位端R(⑩脚),使电路成为一环行计数器。
Q0~Q3的输出依次将CD4066四路模拟开关接通,使乐曲信号依次加至BG5、BG6、BG7、BG8,并依次导通,相应SCR1~SCR4被依次触发导通,彩灯因插座依次有电而被依次点亮,随着悠扬的音乐,彩灯闪烁生辉,从而实现了控制四路彩灯伴随乐曲而发光。
4单元电路的设计4.1整流电路的设计全波桥式整流电路如图3所示,图中4个二极管接成电桥的形式,故有桥式整流之称。
该电路工作原理:设变压器次级电压U2=U2msinwt=U2sinwt,其中U2m为其幅值,U2为有效值。
在电压U2的正半周期时,二极管D1、D3因受正向偏压而导通,D2、D4因承受反向电压而截止;在电压U2的负半周期时,二极管因受D2、D4正向偏压而导通,D1、D3因承受反向电压而截止。
U2和U L的波形如下图所示,显然,输入电压是双极性,而输出电压是单极性,且是全波波形,输出电压与输入电压的幅值基本相等由理论分析可得,输出全波单向脉冲电压的平均值即直流分量为:U L0=2U2m/π=π22U2≈0.9U2(1)其纹波系数g为γ=U Lγ/U L0(2)图3全波桥式整流电路式中,U L γ为谐波(只有偶次谐波)电压总有效值,其值应为U L γ2L0222L42L2U U U U -=++= (3) 由式(1)、(2)和(3)通过计算可得g ≈0.48。
由结果可见,全波整流电路的输出电压纹波比半波整流电路小得多,但仍然较大,故需用滤波电路来滤除纹波电压。
全波整流电路中的二极管安全工作条件为:1、二极管的最大整流电流必须大于实际流过二极管平均电。
由于4个二极管是两两轮流导通的,因此有I F >I D0=0.5U L0/R L =0.45U 2/R L2、二极管的最大反向工作电压UR 必须大于二极管实际所承受的最大反向峰值电压URM ,即U R >U RM =2U 24.2 滤波电路的设计经整流后的直流输出电压脉动性很大,不能直接使用。
为了减少其交流成分,通常在整流电路后接有滤波电路。
滤波电路的主要任务是将整流后的单向脉动直流电压中的纹波滤除掉,使其变成平滑的直流电。
在小功率电路中常采用电容滤波电路,将滤波电容C 直接并联在负载RL 两端,就可组成电容滤波电路。
由于电容的储能作用,使得输出直流电压波形比较平滑,脉动成分降低,输出直流电压的平均值增大。
采用电容滤波电路可以得到脉动性很小的直流电压,但输出电压受负载变动的影响较大,其主要用于要求负载电流较小,负载基本不变的场合。
R lT当R L=∞时,V L= 2V2;当R L C的值适当,且整流电路的内阻较小时,V L=(1.1~1.2)V2。
滤波电容的选择与负载R L的大小有关,确切地说是由放电回路的时间常数τ来确定的。
电容放电的时间常数τ(τ=R L C)越大,放电过程越慢,输出电压中脉动(纹波)成分越少;V L的平均值越大,滤波效果越好。
一般取τ≥(3~5)T/2(T为电源交流电压的周期)。
R L 为整流滤波电路的负载电阻,它为电容C提供放电通路,放电时间常数RC应满足:RC>(3~5)T2。
其中:T=20ms 是50 Hz 交流电压的周期。
由此确定滤波电容的容量。
滤波电容一般采用电解电容,使用时注意极性不能接反,电容器的耐压应大于它实际工作时所承受的最大电压。
通常电容器的耐压取(1.5~2)V2。
4.3高通滤波器由分析知道截止频率为50Hz,于是就有50l f==Hz选取R7=R8=4kΩ,C1=C2=0.8μF。
此高通滤波器的增益9101vfRAR=+,由前分析知,故选取R10=4kΩ,R9=4kΩ如图4所示为有源低通滤波电路。
该电路的截止频率f c=100Hz。
电路中,R1与R2之比和C1与C2之比可以是各种值。
该电路采用R1=R2和C1=2C2。
采用C1=C2和R1=2R2也可以。
图4高通滤波器电路图4.4低通滤波器如图5所示为有源低通滤波电路。
该电路的截止频率f c=10kHz。
电路中,R1与R2之比和C1与C2之比可以是各种值。
该电路采用R1=R2和C1=2C2。
采用C1=C2 V i2V i和R 1=2R 2也可以。
图5低通滤波器电路图4.5元件参数的计算及选择由于:V U U RM 1712222=⨯=>,A I 8.0max 0=。
IN4001的反向击穿电压V U RM 50≥,额定工作电流max 01I A I D >=,故整流二极管选用IN4001。
根据300103,5,12,9--⨯==∆==v p p I S mV U V U V U 和公式CI CT II v o U U U U S ==∆∆=(C 为常数)可求得:V S U U U U vI p op I 2.2103912005.030=⨯⨯⨯=∆=∆-- 滤波电容:F F U T I U tI C IIc μ3636003636.02.2215018.02max 0==⨯⨯=∆⋅=∆=电容的耐压要大于V U 1712222=⨯=,故滤波电容C 取容量为F μ4700,耐压为V 25的电解电容。
4.5.1SCR 及其它元件的选择SCR 可用国产3CTS1型(1A 、400V )双向晶闸管,其它进口额定通态电流IT≥1A 、断态重复峰值电压UDRM ≥400V 的双向晶闸管也可使用,但应注意管脚引线的正确接法,以免错接后通电损坏器件。
T 用晶体管收音机里常用的小型推挽输出变压器来代替,要求初级与次级间绝缘性要良好,这一点应特别引起重视,以免使用中发生人体触电危险!R w选用470Ω~5.1kΩ的普通电位器。
插头采用的是220V交流电路常用的普通二极插头。
选用市售节日闪光彩灯链(灯泡套有塑料花,每串约20只灯泡,工作电压为交流220V)一至数串并联构成,但总瓦数(各并联彩灯链瓦数之和)不得超过180W;使用前,还应将每串彩灯链的第一个带有双金属片的灯泡换成普通备用灯泡,不再让其控制彩灯链自动闪亮即可。
彩灯链灯泡数目多、体积小,可以将它缠绕在各种图案、家具等的四周,也可将它置于花丛中,形式不拘一格,布置起来灵活方便。
5总电路图把上述各部分电路连接起来便构成了完整的音乐彩灯控制电路。
其总电路图如附录所示。
6总结本次课程设计要求设计一种音乐彩灯控制器。