光控照明电路课程设计
声光控LED照明系统课程设计

声光控LED照明系统课程设计一、教学目标本课程旨在通过声光控LED照明系统的学习,让学生掌握声光控电路的基本原理,了解各种电子元件的功能及使用方法,培养学生的动手实践能力和团队协作精神,提高学生对物理学科的兴趣和认识。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解声光控LED照明系统的组成和工作原理;(2)掌握常用电子元件(如电阻、电容、二极管、三极管等)的功能及识别方法;(3)学习简单的电路图阅读和绘制方法。
2.技能目标:(1)能够根据电路图正确安装和调试声光控LED照明系统;(2)学会使用multisim等软件进行电路仿真;(3)培养团队合作和问题解决能力。
3.情感态度价值观目标:(1)感受物理学的乐趣,提高对物理学科的兴趣;(2)培养学生的创新意识和实践能力;(3)加强环保意识,学会节能减排。
二、教学内容本课程主要内容包括声光控LED照明系统的原理、组成及设计。
具体安排如下:1.声光控LED照明系统的原理:介绍声光控LED照明系统的工作原理,包括声波检测、光线检测等;2.常用电子元件的功能及识别:学习电阻、电容、二极管、三极管等电子元件的功能和识别方法;3.电路图的阅读与绘制:学习电路图的基本符号,阅读和绘制简单的电路图;4.声光控LED照明系统的设计与制作:学习声光控LED照明系统的设计方法,并进行实际制作。
三、教学方法本课程采用讲授法、实践法、讨论法等多种教学方法,以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法:用于讲解声光控LED照明系统的原理、电子元件的功能等理论知识;2.实践法:让学生亲自动手制作声光控LED照明系统,提高实践能力;3.讨论法:分组讨论制作过程中遇到的问题,培养团队协作精神。
四、教学资源教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材:选用《电子技术基础》等教材,为学生提供理论知识学习;2.参考书:推荐《实用电子技术手册》等参考书,丰富学生的知识储备;3.多媒体资料:制作课件、视频等,直观展示声光控LED照明系统的工作原理;4.实验设备:准备声光控LED照明系统实验套件,让学生动手实践。
光控电路课程设计要求

光控电路课程设计要求一、课程目标知识目标:1. 理解光控电路的基本原理和组成部分;2. 掌握光控电路的设计方法和步骤;3. 了解光控电路在实际应用中的功能和使用场景。
技能目标:1. 能够正确使用光敏电阻、晶体管等电子元件搭建光控电路;2. 能够运用电路图绘制软件,设计并展示光控电路的原理图;3. 能够通过实验操作,观察并分析光控电路的性能和影响因素。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发创新意识和探索精神;2. 培养学生的团队协作能力和问题解决能力,增强自信心;3. 增强学生对科技与生活的联系,认识到科技对现代社会的重要性。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,结合理论知识,培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点:六年级学生,具备一定的电子元件知识和实验操作能力,对新鲜事物充满好奇,喜欢动手实践。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生主动探究,关注学生的个体差异,提高学生的动手能力和问题解决能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- 光控电路基本原理:介绍光敏电阻的原理、特性及应用;- 电路元件:学习晶体管、电阻、电容等在光控电路中的作用;- 光控电路设计方法:分析光控开关、调光器等电路的设计步骤。
2. 实践操作:- 光控电路搭建:利用光敏电阻、晶体管等元件搭建光控开关电路;- 电路图绘制:运用电路图绘制软件,绘制光控电路原理图;- 性能测试:对搭建的光控电路进行性能测试,分析影响性能的因素。
3. 教学大纲:- 第一课时:光控电路基本原理及元件介绍;- 第二课时:光控电路设计方法及步骤;- 第三课时:实践操作(1):光控电路搭建;- 第四课时:实践操作(2):电路图绘制;- 第五课时:实践操作(3):性能测试及分析。
教材关联:教学内容与课本第四章“光电器件及其应用”相关,结合课本知识,拓展光控电路的设计与制作。
单片机光控灯课程设计

单片机光控灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本原理和结构,掌握光控灯电路的设计方法;2. 学会编写简单的单片机程序,实现光控灯的功能;3. 了解光传感器的工作原理及其在光控灯电路中的应用。
技能目标:1. 能够运用所学知识,独立设计并搭建光控灯电路;2. 掌握使用编程软件编写、调试和下载单片机程序;3. 学会通过实验分析问题,培养解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生的创新意识和动手实践能力,激发对电子制作的兴趣;2. 增强团队协作意识,学会在小组合作中共同解决问题;3. 树立科技改变生活的观念,提高社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,以学生动手实践为主,结合理论知识,培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点:学生为初中年级,具备一定的物理知识和电子制作基础,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。
教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生自主探究和合作学习,关注个体差异,提高学生的综合素质。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 单片机原理与结构:介绍单片机的基本组成、工作原理,重点讲解内部存储器和I/O口的使用。
相关教材章节:第一章单片机概述。
2. 光传感器原理与应用:讲解光传感器的工作原理,以及其在光控灯电路中的应用。
相关教材章节:第三章传感器及其应用。
3. 光控灯电路设计:学习光控灯电路的原理图绘制,元器件选型及电路搭建。
相关教材章节:第二章电路设计与搭建。
4. 单片机编程:学习C语言基础,编写光控灯程序,掌握程序调试与下载方法。
相关教材章节:第四章单片机编程。
5. 实践操作:分组进行光控灯电路搭建、编程与调试,实现光控灯功能。
相关教材章节:第五章实践操作。
教学内容安排与进度:第一课时:单片机原理与结构学习,光传感器原理介绍。
第二课时:光控灯电路设计,元器件选型及原理图绘制。
第三课时:单片机编程基础,编写光控灯程序。
LED光控灯课程设计

目录一、内容摘要 (2)二、设计指标 (2)三、系统框图 (2)四、模块设计 (3)(1)、直流稳压电源模块设计 (3)(2)、多谐振荡器设计模块 (4)(3)、光控电路模块设计 (7)(4)、LED驱动电路设计模块 (7)五、系统整体设计原理及其电路图 (8)六、系统设计所需元器件汇总 (10)七、电路设计问题及成果评价 (10)八、设计心得体会 (11)九、参考文献 (11)LED光控电路设计一、内容摘要最近几年LED发光技术的应用日趋广泛,首先LED发光效率最高的Φ5小功率LED,它的发光效率轻易的就能达到100LM/W,而且正在快速提高,已经超过了150LM/W。
国内小功率LED的发光效率也在不断提高,而白炽灯的发光效率不到20LM/W,小功率LED的发光效率已经明显比白炽灯高出很多了,而且性能稳定,其发光效率还可大幅度的提高。
多个小功率LED聚集到一起,完全能够实现照明功能。
其次LED在各种装饰技术和指示灯的应用也十分广泛。
发展这种技术是整个社会在光照发面的趋势。
实现LED的自动控制现在一般是采用声光控制开关或人体感应开关。
本LED彩灯是光控,其设计电路主要由六非门集成电路CD4069、十进制计数器、脉冲分配器集成电路CD4017、三端稳压集成电路LM7089等组成。
本电路在白天不会工作,夜晚可以自动点亮,可以作为家庭装饰灯具、商店广告灯或节日彩灯使用。
本电路通过采用计数分配器CD4017组成的驱动控制电路,光敏二极管组成的光控电路,555定时器组成的多谐振荡器和LM7809组成的稳压电源来实现光控循环点亮LED灯的功能。
二、设计指标本电路设计的功能主要有:1)LED灯由光线控制,在白天灯不亮,夜晚或黑暗时间灯自动点亮2)各个LED灯实现循环流水状亮灯效果3)亮灯的效果频率可以由改变设计电路参数来改变三、系统框图本系统设计一共包含三个设计模块。
其中有稳压电源设计模块、多谐振荡器模块、光控电路设计模块、LED控制电路设计模块,各模块的主要作用如下:1)稳压电源主要作用是为CD4069和CD4017提供电源,还为亮灯供电。
灯光控制电路课程设计

灯光控制电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并描述灯光控制电路的基本原理与组成。
2. 学生能掌握电路图的基本阅读与绘制方法,识别灯光控制电路中的主要元件及其功能。
3. 学生能掌握基本的电路分析方法,并应用欧姆定律进行简单的计算。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计简单的灯光控制电路,并进行正确的接线。
2. 学生能够通过实验操作,检测并排除灯光控制电路中的常见故障。
3. 学生能够利用所学知识,结合实际需求,创造性地改进灯光控制电路。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习,培养对物理电学的兴趣,提高探究科学问题的热情。
2. 学生在小组合作中,学会沟通、分享与协作,增强团队意识。
3. 学生能够关注灯光控制电路在生活中的应用,提高节能环保意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将重点培养学生的动手实践能力、创新思维和合作意识。
通过课程学习,使学生将理论知识与实际应用紧密结合,激发学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。
课程目标分解为具体学习成果,以便后续教学设计和评估。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,紧密结合教材,确保科学性和系统性。
主要包括以下几部分:1. 灯光控制电路基本原理:介绍电路的基本概念,分析电路中电流、电压、电阻的关系,讲解欧姆定律及其应用。
2. 灯光控制电路元件:学习并识别电路中的主要元件,如电源、开关、灯泡、电阻、电容等,了解各元件的功能和符号表示。
3. 电路图的绘制与分析:教授电路图的绘制方法,学会阅读电路图,分析电路连接方式,理解串联和并联电路的特点。
4. 灯光控制电路设计:学习设计简单的灯光控制电路,包括电路图的绘制、元件的选择、接线方法等。
5. 电路实验与故障排除:进行灯光控制电路的搭建和实验操作,掌握实验方法,学会检测和排除电路中的常见故障。
6. 创新与改进:鼓励学生结合实际需求,对现有灯光控制电路进行改进和创新,提高电路性能和节能效果。
教学内容的安排和进度如下:1-2课时:基本原理和元件学习;3-4课时:电路图的绘制与分析;5-6课时:灯光控制电路设计;7-8课时:电路实验与故障排除;9-10课时:创新与改进。
led光控灯课程设计

led光控灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解光控灯的基本原理,掌握LED灯的工作特性;2. 学生能掌握光敏电阻的原理及其在光控灯中的作用;3. 学生了解并掌握基本的电路连接方式,能正确搭建光控灯电路。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并制作一个简单的光控LED灯;2. 学生通过实践操作,提高动手能力和问题解决能力;3. 学生能够运用科学方法进行实验探究,提高实验操作技能。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对科学技术的兴趣,增强学习物理的积极性;2. 学生在学习过程中,培养合作精神,学会分享和交流;3. 学生认识到科技与生活的紧密联系,增强环保意识和创新意识。
课程性质:本课程为初中物理实践课程,结合课本知识,通过实践操作,使学生掌握光控灯的制作原理和方法。
学生特点:初中学生具有一定的物理知识基础,好奇心强,动手能力强,但缺乏实际操作经验。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,鼓励学生动手实践,培养学生解决问题的能力和科学思维。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际生活中,提高学生的科技素养。
1. 光的基本知识回顾:光的传播、反射、折射等基本概念。
2. 光敏电阻原理:光敏电阻的特性、工作原理及其在光控电路中的应用。
3. LED灯特性:LED灯的结构、工作原理、优点及应用场景。
4. 基本电路连接:串联电路、并联电路的特点及在光控灯电路中的应用。
5. 光控灯电路设计:设计原理、电路图绘制、元件选择与连接。
6. 制作与调试:动手制作光控LED灯,进行电路调试,解决实际问题。
教材章节关联:1. 光的基本知识:与课本第二章“光现象”相关内容关联。
2. 光敏电阻原理:与课本第三章“半导体器件”中的光敏电阻部分关联。
3. LED灯特性:与课本第三章“半导体器件”中的LED部分关联。
4. 基本电路连接:与课本第四章“电路基础”相关内容关联。
5. 光控灯电路设计:与课本第五章“实践与制作”中的光控电路部分关联。
模电光控灯课程设计

模电光控灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握模拟电子技术中光控灯的基本原理,理解光敏电阻的特性及其在电路中的应用。
2. 学会分析光控灯电路,了解各元件的作用及电路的工作过程。
3. 了解并掌握光控灯电路的调试与优化方法。
技能目标:1. 培养学生运用所学知识设计并搭建光控灯电路的能力。
2. 提高学生动手操作、调试电路的技能,培养解决问题的实践能力。
3. 培养学生团队协作、沟通交流的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的兴趣,培养主动探索、勇于实践的精神。
2. 培养学生关注环保、节能意识,了解电子技术在节能领域的重要作用。
3. 培养学生严谨、认真的学习态度,树立正确的价值观。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识和实际操作,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生处于初中或高中年级,对电子技术有一定的基础知识,对实践操作充满好奇,喜欢探索新知识。
教学要求:教师需结合学生特点和课程性质,采用启发式教学,引导学生主动参与,注重培养学生的实践能力和团队协作能力。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识:- 光敏电阻的原理与特性- 光控电路的基本原理- 模拟电子技术中光控灯电路的分析- 光控灯电路的调试与优化方法2. 实践操作:- 光控灯电路的设计与搭建- 电路元件的识别与使用- 光控灯电路的调试与故障排查- 电路性能的测试与评价3. 教学大纲:- 第一阶段:光敏电阻原理与特性学习(1课时)- 第二阶段:光控电路原理学习与分析(2课时)- 第三阶段:光控灯电路设计与搭建(2课时)- 第四阶段:光控灯电路调试与优化(2课时)- 第五阶段:总结与评价(1课时)4. 教材章节:- 《电子技术基础》第三章:传感器及其应用- 《模拟电子技术》第四章:光电子器件与应用教学内容安排与进度根据学生实际情况进行调整,确保学生在掌握理论知识的基础上,充分进行实践操作,达到学以致用的目的。
光控照明灯课程设计

光控照明灯课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握光控照明灯的基本原理和制作方法,培养学生的科学素养和创新能力。
具体目标如下:1.知识目标:学生能够理解光控照明灯的工作原理,包括光电效应、电路基础知识等。
2.技能目标:学生能够动手制作一个光控照明灯,培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标:通过本课程的学习,学生能够培养对科学的兴趣和好奇心,增强环保意识和社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.光控照明灯的原理:介绍光电效应、电路基础知识等。
2.光控照明灯的制作:讲解制作光控照明灯的步骤和注意事项。
3.光控照明灯的调试和优化:介绍如何调试和优化光控照明灯的性能。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括:1.讲授法:讲解光控照明灯的原理和制作方法。
2.实验法:让学生亲自动手制作和调试光控照明灯,提高学生的实际操作能力。
3.讨论法:鼓励学生提问和发表自己的观点,培养学生的思考和表达能力。
四、教学资源为了支持教学内容的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:提供相关章节的光控照明灯基础知识。
2.多媒体资料:通过图片、视频等形式,生动展示光控照明灯的制作过程。
3.实验设备:提供光控照明灯制作所需的电路元件和实验工具。
4.网络资源:引导学生查阅相关资料,了解光控照明灯的最新发展和应用。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,本课程将采用以下评估方式:1.平时表现:通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的情况等,评估学生的学习态度和理解程度。
2.作业:布置相关的作业,要求学生完成并提交,通过作业的质量和完成情况评估学生的学习效果。
3.考试:安排一次考试,测试学生对光控照明灯原理和制作方法的掌握程度。
六、教学安排本课程的教学安排如下:1.教学进度:按照教材的章节顺序,合理安排每个章节的教学内容和学习时间。
2.教学时间:每个课时为45分钟,每周安排2课时。
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电子技术课程设计报告题目:光控照明电路目录一、引言 (2)二、总体电路 (3)1. 总体电路 (3)2. 工作过程简述 (4)三、电路工作原理与仿真结果 (4)1. 电路元器件的工作原理 (4)2. 电路工作原理 (7)四、结论(后记) (13)五、本次课程设计的体会 (14)六、参考文献 (15)一、引言当电器照明使得人类活动的时域、空域大为延伸时,人类的文明和一切活动都已离不开照明,然而过量的照明不仅大量消耗量了能源,加重了能源的浪费,而且给环境污染雪上加霜。
据统计,世界各国照明用电占总发电量的12% ~ 14% ,因此,照明自然成为节能的重要目标。
目前我国照明自控装置的开发水平扔落后于发达国家,另外各地照明仍存在许多能源浪费的现象,因此,研究节能、环保的照明控制系统具有十分重要的意义。
二、总体电路1. 总体电路2. 工作过程简述电路主要由三部分组成,第一部分是照明主电路,是系统的主体,由多个照明灯组成,灯的额定电压为220V交流供电;第二部分是稳压电源电路,为照明控制电路提供12V 的直流稳压电源;第三部分是照明控制电路,它是整个照明电路的核心,根据环境的明暗程度来控制灯的开启和关闭。
如上图,图1所示,主电路中有两个开关K和S ,K 是控制电路中继电器K的随动开关;而S是手动开关。
当环境比较明亮不需要照明时,控制电路中的运算放大器输出低电平,晶体管无输入偏流而截至,继电器线圈无电流流过,开关K处于断开状态,灯不亮;当环境昏暗需要照明时,运算放大电路输出高电平,晶体管饱和导通,继电器线圈有电流流过,随动开关K闭合,灯被点亮。
三、电路工作原理与仿真结果1. 电路元器件的工作原理1)光敏电阻器光控照明电路的制作主要是利用半导体光电器件——光敏电阻的特性制作而成的。
光敏电阻器是一种非常成熟的传感器,也叫环境光探测器。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻随着光照强弱而改变的电阻器,入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。
它利用光线的强弱来控制照明开关的动作,动作点可根据实际光线的强弱调节,运行时无需人工操作,避免了人工操作开关不及时等不利因素,因而有效的节约了电能。
光敏电阻器一般都制成薄片结构,以便吸收更多的光能。
当它收到光的照射时,半导体片(光敏层)内就激发出电子——空穴对,参与导电,是电路中电流增强,呈现低阻特性。
根据光敏电阻的光谱特性,可分为三种光敏电阻器:紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器、可见光光敏电阻器。
本次采用的是可见光光敏电阻器。
包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、锗、硫化锌光敏电阻器等。
这里的光敏电阻R G 选用的是MG型可见光光敏电阻器。
MG型光敏电阻器是利用硫化镉光电效应制成的,具有灵敏度高、性能较稳定、体积小以及价格低廉等特点,所适用的可见光光谱范围为0.4 ~ 0.76μm。
2)微调电位器微调电位器是可以自由调节电阻值的半固定电位器。
一般用在经过一次设定后就不再需要变动的用途上。
所以被安置在机器的内部,使其不会被轻易触碰到。
3)滤波电容安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件,通常把这种器件称其为滤波电容。
滤波电容具有电极性,亦称其为电解电容。
电解电容的一端为正极,另一端为负极,正极端连接在整流输出电路的正端,负极连接在电路的负端。
在所有需要将交流电转换为直流电的电路中,设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定,同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。
滤波电容在电路中的符号一般用“C"表示,电容量应根据负载电阻和输出电流大小来确定。
当滤波电容达到一定容量后,加大电容容量反而会对其他一些指标产生有害影响。
4)直流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。
5)晶体管晶体管是一种固体半导体器件,具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。
晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。
与普通机械开关(如Relay、switch)不同,晶体管利用电讯号来控制自身的开合,而且开关速度可以非常快,实验室中的切换速度可达100GHz以上。
6)三端集成稳压器W7812为三端固定正12V输入的集成稳压器,7812引脚图如下图所示.7812主要参数有:输出直流电压U0=+12V,输出电流L:0.1A,M:0.5A,电压调整率10mV/V,输出电阻R0=0.15Ω,输入电压U I的范围15~35V 。
因为一般U I至少要比U0大V ,但最大不能超过35V,才能保证集成稳压器工作在线性区。
7812的输入输出端连接电容的目的是1.滤波,虑除交流噪声是输出电流更平稳;2.提供储备电流,当需要突发大电流时变压器不够用时电解电容可以补充瞬间的不足。
2. 电路工作原理1)电源电路设计(图2)➢工作原理接通电源,220V交流电经过变压器降压后,再经桥式整流电路整流,最后经W7812三端集成稳压器稳压,输出12V直流电压。
变压器选用220V/15V,8W小型优质电源变压器,由于该变压器要长久处于通电状态,所以要求该变压器在通电期间不发热,做到经久耐用。
VD1~VD4选用1N4001(1A/55V)型硅整流二极管;C1为滤波电容选用220μF电解电容;C0为集成稳压输入电容,起作用是用来抵消输入端引线过长产生的电感效应,防止产生自激振荡。
这里取0.33μF;CL是输出电容,用来改善输出端的暂态响应,使得瞬时增减负载电流时不至于引起输出电压较大的波动,以削弱电路的高频噪声,这里取0.1μF。
该电路在输出端输出稳定的直流电压12V.➢电路仿真a.单向全波整流滤波本次试验采用220V/15V的小型优质电源变压器,为控制电路提供稳定的15V电压,VD1~VD4选用1N4001(1A/55V)型硅整流二极管;C1为选用220μF电解电容,起到滤波作用,从仿真图中可以看到,经过滤波后,电压变为15.28V 。
照明电路仿真图中,继电器两端连接着控制电路,当白天的时候,控制电路中的电流为 1.132mA,未达到继电器工作电流,故开关断开,灯泡不亮。
当黑夜时,电流变为41.72mA,超过了继电器的工作电流,故开关闭合,照明电路接通,灯泡亮。
2) 光控电路的基本结构设计(图3)➢ 工作原理光控电路的目的是保证基础照明设施在白昼时自动停止工作,而在天黑时自动开始工作,负责照明。
这样不但节约了能源,避免长明灯现象,又节约了人力,还节省了照明电路的开关设施。
基于这样的目的,照明设备的开关时刻无需特别精确。
因此,根据实际需要,选择如图3所示的控制电路,该电路结构简单,成本价格低廉,这本身就顺应了节能的初衷。
运算放大器和R 2、R 3、R 4、VS 构成滞回比较器,12V 电压经过R 5、RP 2分压为运算放大器的同相输入端提供一个参考电压U REF12252⨯+=RP R RP U REF则同相输入端的点位U +为Z REF U R R R U R R R U 434433+±+=+显然,滞回比较器的两个阈值电压为Z REF T U R R R U R R R U 4344331+++=Z REF T U R R R U R R R U 4344332+-+=由于运算放大器是单电源供电,所以其输出的最小值为0V ,这样REF T U R R R U 4332+=R G 为光敏电阻,其阻值随着外界光照的强弱而变化,当光照强烈时,呈现低电阻;没有光照时,呈现高阻值。
当U 1>U 2时,晶体管VT 截止,继电器K 不动作,灯不亮;当外界照明昏暗时,R G 的组织开始变大,U 1点电位降低,当达到U 1<U T2时,运算放大器输出高电平,晶体管VT 饱和导通,继电器线圈K 得电,其常开接触点K 吸合,灯点亮发光。
为了提高抗干扰能力,电路中除了使用滞回比较器之外,R1、C3组成了阻容延时电路,可以吸收雷电等瞬间光线干扰。
电路通过RP1、RP2可以调节灯在合适的光线下点亮和关闭,VD 对继电器起续流保护作用。
➢ 电路仿真a. 白昼不需要照明时的控制电路仿真图白昼环境下,光敏电阻的亮电阻较小(5~10k Ω)从仿真图中看出,运算放大器的反向段电位为5.969V ,高于同向短电位4.04V ,其输出为低电平,晶体管集电极电流很小,为1.132mA ,晶体管截止,开关断开,照明灯不亮。
b.黑夜需要照明时的控制电路仿真图昏暗环境下,光敏电阻的暗电阻迅速升高,可达1MΩ,从仿真图看出,运算放大器的反相端电位因暗电阻增大而电位降低,变为1.091V,同向端电位变为6.171V,所以运算放大器输出为高电平,晶体管饱和导通,其集电极电流为41.72mA,继电器线圈有电流流过,开关闭合,所控制的照明电路开始工作。
3)所用元器件一览表编号元器件名称元器件型号数量价格/元R1电阻200kΩ 1 0.01R2电阻1kΩ 1 0.01编号元器件名称元器件型号数量价格R3电阻100kΩ 1 0.01四、结论(后记)本次课程设计研究的是光控照明电路,它有如下几项特点:1.功耗低,在明亮环境下几乎不通电,白天整个电路理论消耗最大功率为0.73W,实际消耗掉功率在0.5W以下。
2.抗干扰能力强,采用只会比较电器,对短暂的干扰不会有反应,如黑夜里的闪光,车辆的灯光。
3.自带稳压电路,适用于各种照明电路。
4.体积小,成本低,便于运输安装。
但经过查找资料,发现,在实际电路中,本电路其实还可以改进,即如果在设计光控照明灯的基础上,再加上用单片机来控制VT的导通和延时,那么当环境变暗时,光敏电阻阻值上升,从而触发单片机工作,使得VT导通,一旦导通可以使电路连续工作1~8h(或者可以自己设定时间),则电路性能更能显示其优越性。
简单介绍一下单片机。
单片机,全称单片微型计算机(英语:Single-Chip Microcomputer),又称微控制器(Microcontroller),是把中央处理器、存储器、定时/计数器(Timer/Counter)、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。
与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比,它更强调自供应(不用外接硬件)和节约成本。
它的最大优点是体积小,可放在仪表内部,但存储量小,输入输出接口简单,功能较低。
由于其发展非常迅速,旧的单片机的定义已不能满足,所以在很多应用场合被称为范围更广的微控制器;五、本次课程设计的体会本次课程设计是自己对一个完整的电路从陌生到熟悉课程设计是以学生自己动手动脑,并亲手设计、制作、组装与调试为特色的。