光控路灯设计

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光控路灯实验报告

光控路灯实验报告

电子综合课程设计报告题目: 自动光控路灯系统设计班级:姓名:学号:1.功能要求1白天时,路灯自动关闭路灯可用小灯泡代替;但必须用继电器控制路灯;2晚上时,路灯自动打开; 3可以调节亮度触发点; 2.方案论证利用光照强度为传感器,目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻,利用其光线较强时,电阻值较低,而光线较暗时则电阻较大的特点;总体设计分为两个模块:主控模块,被控模块;主控模块和被控模块之间通过继电器进行连接;3.硬件电路分析与设计光敏电阻接受光信号后电阻值发生变化,将其转换为电信号加到的三极管的基极,经处理后从集电极输出,输出电压随光照强度的减弱而增加,通过继电器实现路灯的自动转换;当光照强度很大时,光敏电阻阻值很小,三极管VT1分得的电压较小,三极管VT1、VT2截止,继电器不工作,灯泡不亮;当光照强度很小时,光敏电阻阻值很大,三极管VT1分得的电压较大,三极管VT1、VT2导通,继电器工作,灯泡亮;通过调节滑动变阻器,可调节亮度触发点;光敏电阻光敏电阻器又叫光感电阻,是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;一般用于光的测量、光的控制和光电转换将光的变化转换为电的变化;光敏电阻的阻值随入射光的强弱变化而变化,无光照时的阻值叫暗阻,通常很大;在光线照射时的阻值很小,叫亮阻;光敏电阻的主要参数有亮电阻,暗电阻,光电特性, 光谱特性,频率特性,温度特性;通过测量,得到本次试验中的光敏电阻亮阻值约为,暗阻值约为400K;光敏电阻的光电特性继电器继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统又称输入回路和被控制系统又称输出回路,通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”;故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用;电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的;只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点常开触点吸合;当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点常闭触点吸合;这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的;对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”;三极管9013三极管是一种电流放大器件,但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用,通过电阻转变为电压放大作用;晶体三极管以下简称三极管按材料分有两种:锗管和硅管;而每一种又有NP N和PNP两种结构形式,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的;NPN管是由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和集电极c;当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而c点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状态,集电极电源Ec要高于基极电源Eb;电位器电位器是一种可调的电子元件;它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成;当电阻体的两个固定触电之间外加一个电压时,通过转动或滑动系统改变触点在电阻体上的位置,在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成一定关系的电压; 它大多是用作分压器;4.系统的软件仿真打开PROTEUS软件,在元件库里查找电路图中所需要的元器件,添加至当前页面;按照所设计的原理图进行画图;画完之后,认真检查;确定没有错误后,运行,查看是否符合设计要求;并对电阻进行参数的调节,以达到预期设计的要求;下图是用PROTEL软件所画的设计图:5.实物仿真与性能分析仿真调试及各数据记录:阻值:1M%Q1 Q2 继电器LAMP Ube Ube Uce U I70% 亮20% 亮10% 亮9% 亮8% 灭5% 灭通过表格可以看出以9%—8%为界限,改变继电器电流达到导通状态;通过调试最后优化的电路图如下,将电阻R1的阻值变小可将亮度触发点降低,使灯泡在3%—2%时明灭变化,提高系统的灵敏度;Q1NPNQ2NPNB112VL15VR1100kR210kRL1RLY-SPCO52%RV11M50%RV21kEWB 仿真图6 .实验心得在实验中我负责设计电路和仿真电路的任务;刚拿到课题设计的题目时,只知道实验的要求是设计一个光控路灯,规定使用的元器件有光敏电阻、三极管和继电器;老师要求在4天内通过查阅资料设计出电路来,首先我通过网络搜集了一些相关的资料,在网上有关于这方面的设计方案,简单的学习了解之后,发现设计要求不完全一样,网上的方案比我们的要求复杂,使用的是220V电压必须添加整流电路还有需要使用运放器,这些都不符合我们设计要求,但是大概可以确定下整体思路;从网上的学习还找到了一些建议的参考书目,于是大家分工分别通过网络搜索和从图书馆借阅的书籍上收集各种有关的资料;但是设计电路光有整体思路的想法还不够,要熟悉使用的元器件的功能和应用,我们在模拟电路中学过三极管的知识,但是隔了一段时间再加上学习的时候多半是分析电路做题求值,所以对应用三极管又很陌生了,利用模电的笔记快速的复习了三极管的知识;另外,对于继电器的功能和应用也不太懂,之前没有接触过继电器,所以在设计电路之前必须把使用的元器件熟悉了解才可以熟练应用;通过网络学习了继电器和光敏电阻的相关应用,为设计电路打下了基础;。

声光控路灯控制系统设计

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。

光控路灯控制课程设计

光控路灯控制课程设计

光控路灯控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握光控路灯的基本工作原理,包括光敏电阻的特性及其在电路中的应用;2. 学习电路图的阅读与分析,识别光控路灯电路中的主要元件及其作用;3. 了解智能控制技术在照明系统中的应用,理解光控路灯的实际意义。

技能目标:1. 能够运用所学知识,设计并搭建一个简单的光控路灯模型;2. 学会使用相关工具和仪器进行电路测试,分析并解决光控路灯模型中可能出现的问题;3. 培养团队协作能力,通过小组合作完成光控路灯的设计与制作。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术和智能控制技术的兴趣,激发创新意识和探索精神;2. 强化环保意识,让学生认识到节能照明在环境保护和能源节约中的重要性;3. 培养学生的责任感和使命感,使他们意识到科技改变生活,自己也可以成为改变者。

本课程针对初中年级学生,结合学生好奇心强、动手能力逐渐增强的特点,注重理论知识与实际操作相结合。

通过本课程的学习,旨在提高学生的科学素养,培养实践能力和创新精神,同时引导学生树立正确的价值观。

课程目标的设定旨在确保学生能够掌握光控路灯的核心知识,具备一定的实践操作能力,并在情感态度上得到积极引导。

二、教学内容1. 光敏电阻的原理与特性:讲解光敏电阻的工作原理、光照与电阻值的关系,结合教材相关章节,让学生了解光敏元件在光控电路中的应用。

2. 光控路灯电路设计:依据教材电路设计原理,教授光控路灯电路的组成、各元件功能及连接方式,指导学生绘制电路图。

3. 实际操作与搭建:组织学生分组进行光控路灯模型的搭建,实际操作过程中讲解工具使用、电路测试方法以及故障排查。

4. 智能控制技术简介:结合教材,介绍智能控制技术在照明系统中的应用,以光控路灯为例,讲解智能化改造的意义。

5. 节能环保意识培养:通过案例分析,让学生了解光控路灯在节能环保方面的优势,引导他们关注气候变化和可持续发展。

6. 创新设计与展示:鼓励学生发挥创意,对光控路灯进行改进设计,并进行小组展示和评价。

声光控延时路灯课程设计

声光控延时路灯课程设计

声光控延时路灯课程设计一、教学目标本课程旨在通过声光控延时路灯实例,让学生掌握声光控技术的基本原理,培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。

具体目标如下:1.知识目标:•了解声光控技术的基本概念;•掌握声光控电路的组成及工作原理;•学习延时电路的设计与调试方法。

2.技能目标:•能够分析并设计简单的声光控延时电路;•学会使用实验仪器进行电路搭建和调试;•培养观察、思考、解决问题的能力。

3.情感态度价值观目标:•培养学生对科技创新的兴趣和好奇心;•增强学生运用科学知识服务社会的责任感;•培养学生团队合作、积极探究的学习态度。

二、教学内容本课程主要内容包括声光控延时路灯的原理、电路设计、实验操作等。

教学大纲安排如下:1.声光控技术概述:介绍声光控技术的基本概念、应用领域和发展前景。

2.声光控电路原理:讲解声光控电路的组成、工作原理及关键元件。

3.延时电路设计:学习延时电路的设计方法,培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。

4.实验操作与调试:指导学生进行声光控延时路灯的组装、调试,培养学生的动手能力。

5.案例分析:分析声光控延时路灯在生活中的应用,探讨其对社会的影响。

三、教学方法为实现教学目标,本课程将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解声光控技术的基本原理、电路设计方法和实验技巧。

2.讨论法:学生就声光控技术的应用及社会发展进行讨论,培养学生的创新思维。

3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解声光控延时路灯在生活中的应用,提高学生的实践能力。

4.实验法:指导学生进行声光控延时路灯的组装、调试,培养学生的动手能力和团队协作精神。

四、教学资源为实现教学目标,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用声光控技术相关教材,为学生提供系统的理论知识。

2.参考书:提供声光控技术及相关领域的参考书籍,丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,帮助学生更好地理解声光控技术。

4.实验设备:准备声光控延时路灯实验所需的电路元件、实验仪器等,确保学生能够顺利进行实验操作。

声光控路灯课程设计

声光控路灯课程设计

1、设计内容图1 内容设计方框图a.根据本次课设题目在网上寻找相关资料,并找到相关的原理图,适当改变原理图中元件的相关参数。

b.购买原理图中的相关元件进行识别和测试。

包括各类电阻、电容、电感、二极管(稳压)、三极管和可控硅的数值、质量、电器性能的准确判断,尤其注意三极管的放大倍数的测量(声音拾取放大过程中的三极管要用放大倍数大的),上网了解可控硅,稳压管和光敏电阻的相关资料;c.根据原理图在万用板上布线,焊接电路,完成调试工作(重点是调试声控和光控,注意延时时间的调节。

有可能存在电路不能正常工作的检测)。

d.用protel绘制本次实验用的原理图,设计内容方框图,编写此次的设计实验报告书,相关的心得体会。

2、理论分析2.1声控原理介绍声控开关里有一个声音传感器(话筒),具体的说就是有一个小弹片来感应声音并通过一个继电器把声音信号转换成电信号,在声音足够大的时候电信号也足够大,这时候的电信号就传到开关的触头上,来使电路接通或者断开。

声控灯使用的声控开关,一般设计成在一段音频有效,只要音量达到与设计门限频率相符就可控制开关的通断.灯泡可以是多样的,只要电压相符,功率在开关可乘承受能力内就可用,即是满足功率的要求图2 声控原理图2.2光控原理介绍光控开关原理中的主要器件就是光敏电阻。

光敏电阻在有光照时候电阻值很小,当无光时候电阻变的很大,电路中主要是利用其阻值随光照的不同而改变进而来改变电路的某些元件的电压或电流来实现电路的光控。

光敏电阻的工作原理是基于内光电效应,在半导体光敏材料两端装上电极引线。

为了增加灵敏度,两电极常做成梳状。

构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。

半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。

当光敏电阻受到光照时,价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带,成为自由电子,同时产生空穴,电子—空穴对的出现使电阻率变小。

光照愈强,光生电子—空穴对就越多,阻值就愈低。

自动光控制路灯电路设计(已实现)

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

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

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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电子线路课程设计
题目路灯控制器设计专业班级2010级电子科学与技术学生姓名黄龙,段攀,刘雷指导教师张丹
二O一二年十二月
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,方案提出与选择
1,在稳流源的基础上设计一个光控三极管分流电路,在稳流源输出定值的情况下,改变三极管上的电流从而达到控制发光二极管亮度的效果。

电路如下图
2,在同一稳流源的基础上控制电源内部的电压而达到控制输出电流的效果。

具体见实验。

方案比较:方案一二均可以完成预定要求,可以实现控制灯的明暗及开关,但光控灯明暗的目的是为了节能,从这一点出发,方案一将多余的电能消耗
在了电阻上发热,而方案二则做到了真正的节能。

故最终选择了方案二。

二、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,然后通过加法器调节LED灯的明暗变化。

实现该电路的电路原理图如下:
三、原件清单
四、电路原理
我们设计的电路原理图可以分为两个组成部分:电压控制电路,稳流电路。

1,稳流电路
其稳流原理为:因为稳压管的稳压作用,稳压管将A与电源间的压降稳定在一定值6.2V,运算放大器的两个输入端虚短,所以2,3端电压相等,这一稳定电压就全部落在了电阻R2上,Q2和Q1上流下电流大约为100:1,所以R2上的电流绝大部分由Q2流下供给输出电路,输出电流值随稳压管电压和R2电阻的变化而变化而与外接电路无关。

此时的LED上流过电流的计算公式为I=(VCC-UA)/R2
2,电压控制电路
利用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R9(2K)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。

但实际情况下外界光线达不到1000lx,所以如果按照理论计算的R9为620Ω根本达不到预期的效果。

经过实验中测验2K时可以达到预期效果。

通过一个加法器,加法器计算公式为Uc=(1+R5/R4)*(R6//R7//R8)*(UA/R6+UB/R7)为了使UC=UA+UB,所以将R4=5K,R5=10K,R6=15K,R7=15K,R8=15K将光控制的变化电压与稳压管下端的稳定电压求和而达到UC的变化。

当外界光强时R9上电压大导致运算放大器输出电压变大,所以R2两端压降减小,从而流过R2的电流减小,LED上电流减小,LED变暗;相反,外界光线弱时,R9上分得的电压减小,运算放大器UC减小,R2两端压降增大,其上电流变大,LED上的电流跟着变大,LED变亮。

外界最暗时B端电压很小可以忽略,此时UC最小,R2两端压降最大,此时电路电流有最大理论值I=(12-(12-6.2))/20=0.306A
外界很亮时,只要B端电压大于或等于6.2V,理论上UC就可以达到12V,R2两端电压为零,电流也为零,LED熄灭。

五,实验数据
数据采样时用的,用的是手机摄像用散光灯,可以观察到随着手机慢慢升高,灯亮度的变亮程度是先变亮快后随着高度变化灯的变化很小。

设光源强度为X,则光敏三极管上的光照为X/(πl*l),上面图像为根据光强与LED灯亮度变化的折线,可以发现外界光强由很暗逐渐变亮时,LED亮度先迅速降低一段,而后随着光线增强,LED缓慢的逐渐变暗。

可最终无法达到理论预期的熄灭,最小电流为50mA,由数据表中UC可得当加法器的输出电压始终无法达到电源电压,所以R2两端一直存在压降,后思考认为在R2与电源间加一小稳压管即可实现灯的熄灭。

六,焊接及遇到的问题,调试
1 确定方案后,拿着板子就开始了焊接,结果是灯一直是亮的,加3V电压就很亮,并且控制电路完全起不到任何作用,后来检测才发现是没发现板子上是每三个孔内部相连的,所以很多器件都短路了。

发现了这一问题后,鉴于器件比较少,所以干脆在板子的另一半没用的地方重新做了一次.
2有了上次的小错误后这次特别小心,可完成后发现基本看不到光控的效果,万用表检测后发现两个电压并没有像设计那样被加,检查后发现是加法器电阻计算错误,改正后效果就出来了。

3正调节电阻大小时就闻到了器件烧掉的味道——电阻烧了,分析后发现电阻R2上电流太大,超过其额定功率,经过计算用六个120Ω的电阻并联代替了R2,最后将R9调节到了2K左右,灯光随外界光线变化其明暗变化比较明显,经检测,最大电流达到290mA,最小电流为50mA
六、课程设计体会
通过这次的模拟电子线路的课程设计,我们不仅加深了对模拟电路的理解和运用,分析电路调试电路的能力和动手焊接能力也得到了提高,理解了理论和实践的间隔,更明白了团队协作对于电子线路设计的重要性。

电子线路的前期设计思路很重要,首先要尽可能多的提出各种思路的模块,然后从理论上判断其实践可能性与难度及效果,然后确定各个具体参数,再利用仿真软件模拟运行。

焊接前要先对器件进行总体布局,使器件之间连接简单分明,调试要耐心,出了问题要细心检查,利用万用表,示波器观察结果。

以后的学习,我们会更加努力。

不会因为简单而敷衍,从简单的做起,学习课程的思想,逐步加深理解,才能更好的掌握复杂的技术和知识!。

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