140711陈嘉诚3114001894模电课程实验报告

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1、模拟电子电子技术基础课程设计报告书学院信息工程学院专业交通工程（交通控制与管理）班级140711学生姓名陈嘉诚学号3114001894指导教师项华珍时间2016/11/25一、课程设计任务与要求利用光照的强度作为路灯的起控点，实现光线较亮时，自动关闭，晚上光线较暗时，自动开启路灯的控制。了解常用路灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用传感器进行选型，同时加以电路的设计与分析，完成设计任务。二、课程设计的理论意义用光控开关代替住宅小区的路灯上的开关，只有在天黑以后，路灯会自动点亮，提供照明，在夜里为行人提供方便。在白天，路灯不会亮，可以达

2、到节能的目的。光控开关不仅适用于住宅区的街道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种的照明设备。三、课程设计方案原理的论证和设计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，利用电桥，可将光线信号转换成电信号，再通过电压比较器等方式，可以有效地完成控制需要。这类设计中，只要能将光线信号取出，整个设计也便完成了大半，至于控制部分的设计，可采用继电器输出，这样就算驱动较大的路灯负载，只需再加接触器便可完成。四、具体电路的设计和参数的

3、计算1.具体电路设计220V市电经电容C3降压，D1-D4组成的桥式整流电路后，R7限流，在CW2两端形成一个稳定的12V直流电压，一路经R8点亮发光管LED1，作为电源指示，另一路作为系统的工作电源。接通电源后，如果是白天，光线较强，光敏电阻R2两端的电压很小，CW1截止，流入VT2基极的电流很小，VT1截止，VT3也截止，继电器不工作。当光线变暗时，R2两端的电压不断上升，当这个电压高于CW1的击穿电压时，VT2导通，相继VT1和VT3也导通，继电器得电吸合，其触点控制路灯点亮。当光线再次变亮时，CW1截止，相应导致VT1、VT2、VT3截止，继电器断开。2.参数的

4、计算2.1设计思路该电路是利用光敏电阻对光敏感的特性和开关管的开关特性来实现，即白天或光线较亮的时候，控制灯不亮，而在晚上或光线较暗时控制灯亮，同时还要有一个延时电路，以达到延时照明的目的，光控进行控制，因而还要有一个电路来控制，当有光亮的时候，此控制电路阻止，信号不再往下传输，即灯不会亮，而只有当光线足够暗的时候此控制电路才起作用，才往下一电路传输信号，灯才会亮。此电路既可以用三极管实现，也可以用4000糸列的数字集成实现，2.2总体设计方框图路灯控制器电路的总体框图由光控电路，开关电路，延时电路，负载电路和电源电路等构成，工作时，先由光控电路向光控制电路输入信号，使

5、开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供。总体框图如下所示，工作流程如箭头所示：2.3路灯控制器的原理图（电路板PCB图）2.4单元电路的设计2.4.1 电源电路设计电源电路的主要作用是为路灯控制器的负载提供电源，同时为其中的控制电路提电源，其由220V交流电源经过一个桥式整流的整流作用，再经过电阻R1，R2分压，C1滤波，使电压稳定在10V左右，为负载电路提供稳定直流电压，同时经桥式整流过的电压经过开关管给光源负载供电。2.

6、4.2光控制电路控制电路的主要作用是完成对光控电路的控制，即照明电路的亮与不亮都由控制电路来控制完成，控制电路是路灯控制电路中的主体电路，它包括光控电路，只有当光控电路同时起作用时，即有光信号信路时，控制电路才会作用，开关打开。该部分电路主要有信号转换电路，光信号转换电路构成。光控部分采用光敏电阻的感光特性来工作的，即当有光线的时候，其处于低电阻状态，其上几乎不分得电压；在没有光线或者光线较暗的时候，其处于高阻状态。光敏电阻的光电特性如图5所示，此电路就是利用光敏电阻的光电特性输出高低电平信号来起到光控作用的。 2.4.3开关电路开并电路由一个开关管和两个分压电阻组成，

7、由开关管的开关作用来控制发光管的亮与灭。2.4.4照明电路由于半导体照明比现有的照明光源更加节能，因此半导体照明又被称为照明领域中的又一次革命。比如，一只60W的白炽灯泡要消耗60W的电能，发出大约800lm的光，用现有的节能灯管，需要12W-15W的电能，如果用半导体照明(假定发光效率为120lm/W-150lm/W)。只需要6W-8W的电能，目前LED的发光效率为100lm/W。此路灯控制电路设计的初衷是节能，照明电路采用的是1个LED。五、电路性能测试与结果分析1.本控制器采用分立元件设计，利用光敏电阻作为传感器，当光线较强时，所控