路灯控制器的设计.doc
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1、-!江西农业工程职业学院毕 业 设 计(论 文)论文题目: 定时光控节能灯设计所属系部: 电子工程系指导老师: 葛宁 职 称: 讲师学生姓名: 刘亮亮 学 号: 08201227专 业: 应用电子技术西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院毕业设计(论文)任务书题目: 定时光照双控节能灯设计任务目的与要求: 设计一个简易定时光照双控节能灯电路电路要能够由主人意愿设定时间让电灯定时亮灭外同时能够感应光线强弱,实现有光线时灭,无光线有声时亮,当又有新的声源出现时。根据上述要求选定设计方案,画出一套完整的设计电路图,列出所需的元件清单,写出详细的设计过程。时间: 2010 年 11 月 10日 至
2、 2011 年 5 月 6 日 所属系部: 机电工程系学生姓名: 黄春杨 学 号: 0806116专业: 电子信息工程指导单位或教研室: 电子信息教研室指导教师: 葛宁 职 称: 讲师江西农业工程职业学院制摘要常言道“眼睛是心灵的窗户。”我认为灯则是指引心灵的方向标。在生活中,我们无时不在地使用着灯,诸如台灯、路灯、日光灯、探照灯、彩灯等等,但不管是什么样式的灯,它们的作用都是一致的照明。因此,设计一个既实用又方便的照明灯则是我们人类共同的愿望。而在事情很忙时难免会忘记关灯,这样难免会浪费国家资源,因此设计一种既不浪费国家电力又很方便实用的照明灯系统是很有实用价值意义的一件事。在学校、机关、厂
3、矿企业等单位的公共场所以及居民区,长明灯现象十分普遍,这造成了能源的极大浪费。另外,由于频繁开关或者人为因素,墙壁开关的损坏率很高,增大了维修量、浪费了资金。同时,为了加强我们对模拟电子技术,数字电子技术,电子工艺的理解和巩固,我花了三个月的时间进行毕业设计,而我设计的课题是定时光照控制节能灯的设计,我设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的定时光照双控白炽灯节能照明灯。 本论文主要阐述了定时光照控路灯控制器的组成、性能,适用范围及工作原理,给出各电路原理图及元件参数选择,节电效果十分明显,同时也大大减少了维修量、节约了资金,使用效果良好。当到了定时时间时,电灯自动启动,
4、当阴天或者到了不同季节白天时间减少时,光敏电阻感应到光线很弱时,电灯自己动启动。本课程设计的任务就是自己设计一个路灯控制系统,鼓励学生能够集合所学设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的光控白炽灯节能路灯。本电路以555定时器为设计核心;由光敏电阻实现对光线强弱的捕捉,并将检测的信号经LM358分析处理后控制LED灯的亮灭。具体设计任务如下:1.熟悉路灯的工作原理;2.结合资料设计出路等控制器的电路;3.买材料来完成设计4.写课程设计报告关键词:555定时电路;光敏电阻;发光二极管。目录摘要:5绪论1前言61.1课题研研究的目的和意义61.2 国内外概况61.3 设计思路
5、及优缺点71.4 家用照明电器概论72 设计方案简述83.定时光控节能灯详细设计83.1 电路原理框图及其工作原理83.2 555定时电路83.3 光控电路93.4 光敏电阻94 设计结果及分析114.1 电路调试114.2元件清单表114.3定时光控电路常见故障与检修115总结.13 结束语.参考文献1前言1.1课题研究的目的和意义研究的目的:通过这次的课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理,将平时所学习的知识运用到实验探索上,这对提高我们的动手能力,创新意识,及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我们也希望这次的研究能够进一步地了解照明灯,而不是仅局限与课本知识以内。
6、从小的突破点入手,掌握又一项科技知识,从而实现课堂外的又一次提高,为现代教育科学尽一份力量!研究的意义:用定时光控延时开关代替学校;工厂;住宅小区的开关,只有在设定时间,电灯自动点亮或是在阴雨天气光线暗下来时,光敏电阻呈高阻状态,电灯点亮。当还未到设定时间,而光照亮度也不足以使光敏电阻起动时,灯不会亮,可以达到节能的目的。定时光控开关不仅适用于住宅区的楼道,而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等场所,它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点,适合于各种楼房的照明设备。 降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流,高能耗且会加剧温室效应的白炽灯越来越不受欢迎。继公布“欧盟后年封杀白炽灯”
7、的时间表后,世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局,环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。1.2国内外概况由于近年来我国的照明器材行业的迅速崛起,中国已经成为电光源产品的主要输出国之一。照明器材行业属一般性竞争行业,是我国轻工业对外开放较早的行业之一。自从我国加入WTO后,国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域,使得国内竞争国际化。努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发,加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器材行业结构调整的重点。我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战,而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。生产企业适应新标准的要求,为各类照明场所
8、提供相应的产品。从国际市场分析,虽然我们的出口逐年大幅度增长,但我国大部分产品在国际市场仍属中低档水平,去过法兰克福的人都有体会,我们的产品与国际先进水平相比还存在较大差距。另外,如果大量劣质低价产品出口,还会遭遇反倾销诉讼,从而影响全行业出口,因此我们仍要大声疾呼,质量是企业的生命。 我国目前已成为世界照明电器产品生产大国,我们的目标是要成为照明电器产品生产强国,我们与发达国家在照明电器产品的质量、档次、生产工艺、设备、材料以及新产品开发能力等方面均存在明显差距。看到我们取得成绩的同时,也能清醒地认识我们存在的差距,才能不断地进步。据中国照明学会调查资料表示:中国目前使用节能灯的家庭有一亿户
9、,使用节能灯的酒店及公共场所更是多得难以统计;全国每年单节能灯市场的总额在120亿以上,同时每年城市化的进程在以6%的速度增长。据国家电光源质量监督检验中心介绍,我国已成为世界最大的节能灯生产国和出口国,生产的节能灯质量逐年稳步提高。2005年以来节能灯质量抽查产量合格率达到80以上。消费者使用节能灯既节能又省钱。美国、法国、荷兰、英国、意大利等国家从上世纪90年代起,纷纷制订出相关的扶持政策,用于推广节能灯等节能产品。仅美国环保局从1991年开始实施绿色照明计划以来,就投资了10多亿美元用于推广高效照明产品。美国能源部研究认为,节能灯的新科技也能令公司雇员提供生产效率,这是因为雇员能把光效调
10、校至他们觉得舒服的等级。研究指出,节能灯能减少雇员眼部疲劳和头疼的发生率。这也构成商业机构乐于更新换代照明系统的另一个原因。可见节能灯在国内外都有着重大的发展和重要的作用。1.3 设计思路及优缺点本次毕业设计中我所设计的题目是“定时光控节能灯的设计”。这是一种定时和光照双控照明灯,它可以广泛用于学校、工厂、写字楼先等场合。本设计是一种基于数字集成电路的定时光控灯的设计,电路主要由电源电路、信号放大整形电路、555定时电路;单稳态电路组成。白天光照好,还未到定时时间不会使灯泡发亮。到了规定时间,定时器自动起动就会自动亮为行人照明。定时光控节能灯具有外形美观、制作容易、工作可靠等优点。该设计的缺陷
11、是电路稍显复杂,比较适合大型电路并且该设计在接入节能灯后。1.4 家用照明电器概论随着国民经济的不断发展,人民生活水平的提高,家用照明电器的品种越来越多。按照功能,可以把它分为一般照明电器和装饰性的照明电器两大类;若按照使用的光源不同,又可以分为白炽灯;荧光灯;高压气体灯放电灯等。本设计先简要介绍对照明电器的评价和选购的知识,然后从维修角度出发,讨论定时光控电路的原理,常见故障的检修。对家用照明电器的评价,可从配光;光效;寿命和装饰性4个方面考虑。所谓配光是照明电器的发光强度在空间的分布状况,这是进行照明设计的最基本依据,照明电器的光率是指它的发光效率,即它发出到外部的光通量与所用照明电器中的
12、光学器件发出的总光通量之比。这是衡量客观存在的光学性能的一个重要指标。照明电器的寿命是指它在配有合格的电源条件下,从投入运行到不能继续维持其额定光效的时间。这是评价它的经济性能的又一项十分重要的指标。照明电器的装饰性是指它的整体造型的艺术效果,即要在白天不打开时让人看了舒服,又要在晚上让人看了满意,才算得上是一个装饰性好的灯具。2 设计方案简述在信息技术不断发展,人类文明不断进步的时代,越来越多的电子产品开始占们的日常工作和生活,在很多公共场所,只要短时间照明的场所,就需要安装一些电子器件,即能够自动控制开关,到设定的时间电灯泡自动点亮,电灯控制器是一种定时光控的器件,能实现这种功能,即在到了
13、设定时间电灯自动开起,白天光线比较亮不需要照明的时候,灯不亮,而在阴雨天气光线比较暗的时候,能够使电路工作,自动控制灯打开,而当还没到设定时间光线又亮起来时,电灯又自动关闭。通过查阅大量书籍和资料,才在老师和同学的帮助下,设计出了一个简单的电灯控制器电路,其特性优越,用途广泛,功能健全,使用方便。本路灯控制系统采用数字集成电路及少量外围元器件,利用光控功能控制照明灯,在白天及光线较强时,光敏电阻通过检测使发光LED处于熄灭状态。在晚上或光线较暗时,则发光LED点亮,这样既方便又省电,同时也延长了灯泡(发光LED)的使用寿命。 本电灯主要以555定时电路为设计核心;到了设定时间时电路自动起动LE
14、D灯发亮。由光敏电阻实现对光线强弱的捕捉,并将检测的信号反馈分析处理后控制LED灯的亮灭。3 定时光控节能灯详细设计3.1 电路原理框图及工作原理电源电路部分光控电路部分执行电路部分AC 220V定时电路部分3.2 555定时电路NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。 a. NE555的特点有: 1.只需简单的电阻器、电容器,即可完成特定的振荡延时作用。其延
15、时范围极广,可由几微秒至几小时之久。 2.它的操作电源范围极大,可与TTL,CMOS等逻辑闸配合,也就是它的输出准位及输入触发准位,均能与这些逻辑系列的高、低态组合。 3.其输出端的供给电流大,可直接推动多种自动控制的负载。 4.它的计时精确度高、温度稳定度佳,且价格便宜。 b. NE555引脚位配置说明下: 图1-2 NE555接脚图 Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ,通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC,下缘须低于1/3 VCC 。 Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的
16、输出输出脚位,移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。 Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。 Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。 Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。 Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力
17、,当输出为ON时为LOW,对地为低阻抗,当输出为OFF时为HIGH,对地为高阻抗。 Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。参数功能特性: 供应电压4.5-18V 供应电3-6 mA 输出电225mA (max) 上升/下时间100 ns.NE555的相关应用: NE555的作用范围很广,但一般多应用于单稳态多谐振荡器(Monostable Mutlivibrator)及无稳态多谐振荡器(Astable Multivibrator)。LM555/LM555C 时基电路) 功能简介LM555/LM555C 系列
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