毕业设计 基于光控自动窗帘课程设计

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1、光电检测技术与应用课程设计报告题目:光控自动窗帘课程设计姓名：张仕伟亓勇夏克刚罗增生专业：电子科学与技术班级：12级2班学号：任课老师：何恩节摘要本文设计一款结构简单的光控自动窗帘，它是根据周围环境的亮度来实现窗帘的自动开、关的，它包括光感应电路，电机正、反转电路，自动停转电路。光感应电路是由一个光敏电阻组成，由于绘制电路图的软件Multisim10没有光敏元件，电路图的光敏电阻是用可变电阻R3组成的，将R3阻值调到5%代表光电阻约为25kΩ，调到100%代表暗电阻约为500kΩ（真正的暗电阻一般在几MΩ）。其中R4为室外光敏电阻用来

2、与R3形成对比，来调节光亮度从而控制窗帘的关开时间。控制电机正反转的控制电路由两片电压比较放大器LM339N集成运放组成的。一.题目要求与方法论证1.1设计题题目光控自动窗帘生活在提高,时代在进步,人类在向文明迈进,不同的时代对居住空间、环境有不同的要求,这是社会的必然潮流。单片机控制的自动窗帘系统,既能解决每天手拉开和关上窗帘的不便,又显示出了生活的档次,同时还可以根据光线的明暗来自动控制窗帘的开关,以调节室内的光线,更进一步地满足了人们的享受要求。所以该产品能形成大规模生产,很快会普及全国市场,产生巨大的经济效益；另外，除了广大市

3、民住宅使用外,该光控窗帘系统还可以广泛应用于别墅、公寓、宾馆、饭店、写字楼、歌舞厅、影剧院、会议厅、银行、学校、医院等各种公共场所,因此该产品具有广阔的市场前景。1.2题目要求设计电路控制发动机正转和反转，实现当光强较强（早上）时窗帘自动开启，光强较弱（傍晚）时，窗帘自动关闭。发动机的运转时间可调节。同时窗帘可以根据用户需求进行手动控制。1.3方案论证①.设计分析要实现白天拉开，晚上拉合，需要一只光敏电阻与两片集成电压比较器配合使用。另外，要实现手动控制功能，可以设置两只电阻，一只与光敏电阻的光电阻阻值相近，另一只与光敏电阻的暗电阻阻

4、值相近。②.总体框图自动停转电路电机反转电路电机正转电路光感应电路电源电路图1.简易窗帘自动开闭电路的总体框图③.感光电路该电路中感光电路主要由一个光敏电阻组成。光敏电阻与碳膜电阻和金属膜电阻不同，它对光的变化非常敏感，在光的照射下，阻值会明显变小，所以脚它光电导器件。制作光敏电阻的半导体材料有硅、锗、硫化镉等，常见的对可见光敏感的是硫化镉光敏电阻。光敏电阻的结构简单，它是在陶瓷基片上积淀一层光敏半导体，再接上两根引出电极组成的。该电路中的R3选用硫化镉光敏电阻（电路图中用可变电阻代替）。图2.感光电路④.控制电路控制电路由两片电压运

5、算放大器LM339N组成，电路如下：图3.控制电路当Va=Vb时，Vc＝Ｖｄ，电机不工作。当Va>Vb时，Vc>Ｖｄ，电机正转，窗帘拉合。当Va

6、作为主要控制元件，R6与R7为其上拉电阻。光敏电阻器R3与R1、R2、R4构成光感应电路。J1与J2为自动停转开关。首先可以调节R4来调整光照强度临界点，在临界点下a、b两点的电位相等从而使c、d两点的电位相等电机M不工作。在清晨，环境光线较强，光敏电阻器R3呈低阻值状态，使a点电平比b点电位低，使U1A输出低电平，U2A输出高电平，即Vc<Ｖｄ，电动机M正转，驱动窗帘拉合。当窗帘拉合到位后，滑动触头开关J2被触动而接通，使Vc＝Ｖｄ＝０，电动机M停转。当夜幕降临时环境光线较弱，光敏电阻器R３的阻值变大，Vc>Ｖd，电机M反转，驱动窗

7、帘拉开。当窗帘拉和到位后，滑动触头来关J1被接通，使Vc=Ｖd=0，电动机M停转。2.3仿真与调试本次设计是利用Multisim10中的数字万用表测量不同光照下电机两端的电压进而判断电机的工作情况来进行仿真的。调节可变电阻R3的阻值来模仿光敏电阻在不同光照情况下的阻值。①.在光照强度临界点下的仿真（使R3=R4），在此情况下电机两端的电压很小，电流接近于0，电机不工作。如下图所示：图6.光照临界点情况②.在光照较强时的仿真（将R3调为5%），在此情况下电机正转。如下图所示：图7.光照情况下③.在光弱时的仿真（将R3调为100%），再次

8、情况下电机反转。如下图所示:图8.光弱情况下由于Multism中的电机为虚拟的，在实际情况下可以在电机两端各接入一个相应集成运放以及改变LM339的上拉电阻来得到我们想要的的电压，在这里只是对电机两端的电压及经过其的电流