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光控路灯控制器的设计

光控路灯控制器的设计一、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、分析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。

在本系统的设计中,如何提高系统在光线临界状态的稳定性,是设计的难点所在。

由于光敏电阻的电阻值变化是连续的,因此在靠近临界点时,容易造成不稳定,在设计中若能用运放电路来完成处理,则可将运放接成电压比较器的方式,这样可以完成较为精确的起控;若采用分立元件来处理,可以采用稳压管来稳定工作点,只有当分压大于稳压管的击穿电压时,电路才能起控。

三、原理图以下是我们制作好的实物照片:光控路灯控制器的设计一、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。

声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时,路灯自动点亮,从而实现人来灯亮,人走灯灭,既方便又实用。

不仅节约了电能,而且能延长灯泡使用寿命。

可广泛应用于楼梯,走廊,卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。

此控制器经济实用,即使一般的脚步声也能出灯泡发光照明好。

1 总体设计方案1.1 设计思路整个电路由电源电路,声控电路,光控电路及延时电路等部分组成。

电源由太阳能电池供电,光敏控电路对外界光亮程度进行检测,输出与光亮程度相对应的电压信号。

从而实现白天灯泡不亮晚上遇到声响时,通过声控电路使灯泡自动点亮,声控电路主要将声音信号转变为电信号,从而要实现自动控制,延时电路声音消失后延长一段光照时间。

必要时可加一个手动开关,以增强电路的实用性。

总体方框图如图1所示。

1.3.1 电源电路由太阳能电池组成,大约输出10V左右的直流电压供后级电路使用。

1.3.2 光控电路该电路主要由R4和光敏电阻GR组成,白天因光敏电阻GR受光线照射,电阻变小,IC 的1脚呈低电位,IC的输出端为低电平,VS阻断,灯路关闭,这时,无论有多大声响,灯都不会亮。

到夜晚,GR的电阻随环境光线的减弱而增大,与上述过程相反,VS导通。

若出现光控时间偏早或偏晚,调节R4阻值,使GR两端的电压在阈值附近变化(天黑亮灯前后)。

二、设计分析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。

在本系统的设计中,如何提高系统在光线临界状态的稳定性,是设计的难点所在。

由于光敏电阻的电阻值变化是连续的,因此在靠近临界点时,容易造成不稳定,在设计中若能用运放电路来完成处理,则可将运放接成电压比较器的方式,这样可以完成较为精确的起控;若采用分立元件来处理,可以采用稳压管来稳定工作点,只有当分压大于稳压管的击穿电压时,电路才能起控。

夜间通常要在现场设置并开启红色警示灯具,用来提醒过往的人员,以防止夜晚过往人员。

为了提高警示效果、节省电能和方便使用,警示灯最好工作在闪烁状态,并采用自动控制方式。

本文介绍的警示灯控制的电路就具备了闪烁和光控两种功能,即天黑后能控制警示灯自动开启并工作在闪烁状态,天亮后又能将警示灯自动关闭。

声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时,路灯自动点亮,从而实现人来灯亮,人走灯灭,既方便又实用。

不仅节约了电能,而且能延长灯泡使用寿命。

可广泛应用于楼梯,走廊,卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。

此控制器经济实用,即使一般的脚步声也能出灯泡发光照明好。

(1)具有光控功能,白天光线较亮,即使有声音路灯也不亮,光线较暗,有声时路灯点亮。

(2)具有声控功能,晚上光线较暗,有声音时路灯点亮,声音消失后延长。

这是我首次课程设计,时间仓促,加之我水平有限,没有设计经验,在本文中有不当之处,希望老师与读者提出意见,帮助完善设计。

摘要:介绍一种声光控路灯控制器的组成、性能,适用范围及工作原理,并给出了电路原理图及元件参数选择。

夜间通常要在现场设置并开启红色警示灯具,用来提醒过往的人员,以防止夜晚过往人员。

为了提高警示效果、节省电能和方便使用,警示灯最好工作在闪烁状态,并采用自动控制方式。

本文介绍的警示灯控制的电路就具备了闪烁和光控两种功能,即天黑后能控制警示灯自动开启并工作在闪烁状态,天亮后又能将警示灯自动关闭。

声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时,路灯自动点亮,从而实现人来灯亮,人走灯灭,既方便又实用。

不仅节约了电能,而且能延长灯泡使用寿命。

可广泛应用于楼梯,走廊,卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。

此控制器经济实用,即使一般的脚步声也能出灯泡发光照明好。

(1)具有光控功能,白天光线较亮,即使有声音路灯也不亮,光线较暗,有声时路灯点亮。

(2)具有声控功能,晚上光线较暗,有声音时路灯点亮,声音消失后延长。

这是我首次课程设计,时间仓促,加之我水平有限,没有设计经验,在本文中有不当之处,希望老师与读者提出意见,帮助完善设计。

摘要:介绍一种声光控路灯控制器的组成、性能,适用范围及工作原理,并给出了电路原理图及元件参数选择。

夜间通常要在现场设置并开启红色警示灯具,用来提醒过往的人员,以防止夜晚过往人员。

为了提高警示效果、节省电能和方便使用,警示灯最好工作在闪烁状态,并采用自动控制方式。

本文介绍的警示灯控制的电路就具备了闪烁和光控两种功能,即天黑后能控制警示灯自动开启并工作在闪烁状态,天亮后又能将警示灯自动关闭。

声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时,路灯自动点亮,从而实现人来灯亮,人走灯灭,既方便又实用。

不仅节约了电能,而且能延长灯泡使用寿命。

可广泛应用于楼梯,走廊,卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。

此控制器经济实用,即使一般的脚步声也能出灯泡发光照明好。

(1)具有光控功能,白天光线较亮,即使有声音路灯也不亮,光线较暗,有声时路灯点亮。

(2)具有声控功能,晚上光线较暗,有声音时路灯点亮,声音消失后延长。

这是我首次课程设计,时间仓促,加之我水平有限,没有设计经验,在本文中有不当之处,希望老师与读者提出意见,帮助完善设计。

摘要:介绍一种声光控路灯控制器的组成、性能,适用范围及工作原理,并给出了电路原理图及元件参数选择。

三、原理图路灯控制器1引言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,在有人的时候亮,人走之后,也能持续一段时间,路灯控制器是一种声光控制的器件,能实现这种功能,即在白天光线比较亮不需要照明的时候,即使有声音,灯也会不亮,而在天黑或光线比较暗的时候,能够使电路工作,自动控制灯打开,而且能够在声音消失后,延时照明一段时间,实现照明的目的。

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路灯控制器电路,其特性优越,用途广泛,功能健全,使用方便。

2 总体设计方案2.1 设计思路路灯控制器电路主要由声控电路,光控电路,开关控制电路及延时电路构成。

工作时,光控电路和声控电路同时控制开并控制电路,而光控电路具有优先控制的功能,即先让光控电路来控制开关电路,即在光控电路工用的情况下,再有声音信号才能使用控制电路工作,使灯打开,且在声音消失后会延时照明一段时间,这部分电路由延时电路来实现,电源电路的作用是为负载电路提供照明电源同时向电路中的控制电路提供工作电源,交流电源经过桥式整流以后,再经过电容降压,为负载提供电源,同时经过稳压以后,为控制电路提供工作电流。

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,声控和光控是共同进行控制的,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且有声音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,出于简单稳定的目的,这里选用数字集成电路来实现。

本电路的主要任务是实现在白天光线比较亮的情况下,灯不亮,而在光线比较暗或天黑的时候,只要有声音(说话声、脚步声),灯就会亮,同时加上延时电路的延时作用,灯会延时亮一段时间,不致灯连续工作,造成能源浪费或元器械件的损坏。

其控制电路可由TC4011BP数字集成电路来实现,延时电路由电阻,电容实现,光控电路由光敏电阻实现,开关电路由开关管实现。

2.2 总体设计方框图路灯控制器电路的总体框图由声控、光控电路,声光控制电路,开关电路,延时电路,负载电路和电源电路等构成,工作时,先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号,当两个信号同时有效时,声光控制电路才往下传输信号,才向开并电路送去信号,使开关打开,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:3 设计原理分析3.1 路灯控制器的原理路灯控制器的电路如附图1所示。

附图1的电路的工作做原理如下:交流220V电源电压经灯泡LED后,由D1-D4的整流桥整流,电阻R1,R10分压,电容C1滤波,D6稳压后产生12V左右的直流电压给控制电路供电。

在光线教亮时,光敏电阻RG的阻值较低,使集成块TC4011BP的1脚呈低电平;又由于R6,R8电阻分压后,为三极管9014的基极提供正偏电压,三极管一直处于饱和导通状态,其集电极(TC4011BP 的2脚)呈低电平,使TC4011BP的3脚出高电平,4脚出低电平,二极管D5反偏截止,使TC4011BP 的10输出高电平,TC4011BP的11脚输出低电平,开关管截止,灯泡不亮。

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