光控灯设计报告.pdf

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1、 光控灯设计 姓 名 学 号 院、系、部 班 号 完成时间 2013 级 模拟电子技术课程设计 摘 要 本课题介绍的光控自动照明灯，电路简单，实用方便。通过光控照明电路，以达到节省能源的目的，该设计主要介绍的是光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄灭。在较黑暗或完全没有光照的时候，灯就会亮起来，这样就达到了节电和节能的目的，延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能能够实现更多的自动化。在现代社会中，某些场所灯光已经不再满足于单纯的手动开关，而是向智能化和人性化方向发展，方便与节能已经是主题口号，所以各种光控灯应运而生，而且在光控基础上在发展成为更实用的声光

2、控照明灯，所以研究光控的原理是非常有必要的。整个电路由光敏电阻、发光二极管、运算放大器、若干电阻和电源构成。电源提供电压，光敏电阻对外界光进行测量，运算放大器对压差进行比较。从而实现有光时，发光二极管不亮；无光时，发光二极管自动点亮，光敏电阻在测试光照的情况下改变电阻，通过运算器为二极管提供电压，实现二极管发光的自动控制.目 录 第 1 章 设计目的 0 第 2 章 设计要求 0 第 3 章 设计方案及原理框图 0 3.原理框图 0 3.2 设计方案说明 0 第 4 章 单元电路设计及主要元器件参数计算 2 第 5 章 电路图 3 第 6 章 仿真分析与调试 5 第 7 章 调试及故障分析 6

3、 第 8 章 设计总结 7 参考文献 7 第章 设计目的 通过设计光控灯，实现在有无光照的情况下的自动亮灭。第章 设计要求 白天时灯灭，天黑时灯自动点亮。光敏电阻，运算放大器。主要器件：光敏电阻、运放放大器、扬声器或音乐芯片等。注意：要有相关参数计算。第 3 章 设计方案及原理框图 3.1 原理框图 3.2 设计方案说明 3.2.1 电源 图 3.2.1 电源 电源 电压比较器 运算放大器 发光二极管 VCC3V3.2.2 电压比较器 此电路的电压比较器部分主要采用LM324 差动输入的四运算放大器。R530k VCC3V VCC3VR130%R24kVCC3VR35k5%U1ALM324AM

4、321141 图 3.2.2 电压比较器 3.2.3 运算放大器部分 有光照时有电压，但很小，需要放大。此运放部分采用差分比例运放，将电压值放大输出。U2OPAMP_3T_VIRTUALvdd2V 图 3.2.3 运算放大器 3.2.4 发光二极管 发光二极管的额定电流 8mV，所以输出电流大于 8mV 即可发光。R110.5k LED1 图 3.2.4 发光二极管 第 4 章 单元电路设计及主要元器件参数计算 4.1.电源的选择由输出电压为 3V，所以选取 3V 直流电源即可。4.2.光敏电阻无光时阻值大，当有光照时足阻值变小。4.3.天黑时电压比较器上端输入高于下端输入时，输出上端输入，输

5、出电压 Uo大约为 3V，天亮时电压比较器下端输入高于上端输入，输出电压 Uo 大约为 0V。4.4.输出电压经过一个运算放大器，若输出电压为正，输出电压为 12V，若输入电压为负，输出电压为-12V。第 5 章 电路图 R530k R101k R110.5k LED1U2OPAMP_3T_VIRTUALVCC3V VCC3VR180%R24kVCC3VR35kvdd2VU1ALM324AM321141 图 5.1 电路图 第 6 章 仿真分析与调试 6.1 R530k R101k R110.5k LED1U2OPAMP_3T_VIRTUALVCC3V VCC3VR180%R24kVCC3VR

6、35kvdd2VU1ALM324AM321141XMM1XMM2 电压表示数 电流表示数 图 6.1 无光时 6.2 R530k R101k R110.5k LED1U2OPAMP_3T_VIRTUALVCC3V VCC3VR170%R24kVCC3VR35kvdd0VU1ALM324AM321141XMM2XMM1 电压表示数 电流表示数 图 6.2 有光时 第 7 章 调试及故障分析 调试：连接电路图，有光时，光敏电阻为小于 40k，测试比较器所连接的两点的电压，压差应为零，发光二极管无电流经过，二极管不能点亮；无光时光敏电阻阻值大于 40k 欧姆，测试比较器所连两点出现压差，二极管中有电

7、流流过，自动点亮。故障分析：主要故障存在于二极管是否发光。若不发光，则可能由于比较器所连两点的压差不在二极管的开启电压范围内。若小于开启电压，则不足以使二极管导通；若压差大于二极管所能承受的最大电压，则将二极管击穿。以上任何一种情况的发生，二极管都不会点亮。第 8 章 设计总结 通过这次对光控灯的设计，了解了光控灯的设计思路、元器件及工作原理，认识到了光控灯在现实生活中的应用，并且通过测量光照程度来实现灯点亮与否的自动控制，顺应了当今社会节能减排的要求。虽然这只是一次的极简单的课程制作，可是平心而论，也耗费了我不少的心血，从理论设计到仿真软件的仿真，之后又经历了方案的确定.这些过程都需要我们积

8、极动手动脑，借鉴书本知识，联合自己的电路图予以分析。本次实验设计可以说是对于以往所学的一次检测，过程不可谓不辛苦，收获不可谓不丰厚。通过这次设计我学到了很多新的知识，也强化巩固了已经学习过的相关专业知识，这次设计让我明白了，钻研的研究的重要性。提高了我理论知识与实践相结合、动手操作的能力，开阔了自己的视野，弥补了自己本学期所学知识的不足，为以后的学习和生活提供了方便。此次课程设计，是激发我们理论与实践结合的手段，增强了我们动手动脑的能力，对深度思维的提高。参考文献 1 杨素行.模拟电子技术基础.高等教育出版社 2 孙梅生.电子技术基础课程设计.高等教育出版社 3 余孟尝.数字电子技术基础简.高等教育出版社