利用Proteus仿真實(shí)現(xiàn)路燈自動控制開關(guān)電路的設(shè)計(jì)

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1、 路燈自動控制開關(guān)電路的設(shè)計(jì) 組員： 班級： 設(shè)計(jì)一個(gè)路燈自動控制開關(guān)電路，用光敏傳感器實(shí)現(xiàn)自控，能在天黑時(shí)自動點(diǎn)亮路燈，天亮后又自動關(guān)燈?？刂齐娐酚秒姵毓╇姡艉箅娐泛碾娦?。 簡要具體實(shí)現(xiàn)：當(dāng)傍晚光照強(qiáng)度漸弱或清晨光照強(qiáng)度漸強(qiáng)來控制路燈的通或斷開。主要利用光敏電阻作為光敏傳感器，555作為滯后比較器來設(shè)計(jì)電路，當(dāng)光線強(qiáng)到一定程度時(shí)，555的輸出發(fā)生跳變，當(dāng)光線暗到一定程度時(shí)，555 的輸出也要發(fā)生跳變。 一. 設(shè)計(jì)的作用 自動控制開關(guān)路燈電路，用光敏傳感器實(shí)現(xiàn)自控，能在天黑時(shí)自動點(diǎn)亮路燈，天亮后又自動關(guān)燈，通過自動控制路燈電路有效的節(jié)約了能源，更重要的是減

2、少了人力和物力的浪費(fèi)。 二. 設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn) 1. 系統(tǒng)概述 設(shè)計(jì)思想就是通過光敏電阻遇關(guān)改變阻值從而影響端電壓的特性，利用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器來控制繼電器的關(guān)斷與閉合，使路燈亮滅。 施密特觸發(fā)器是一種整形電路，它能將邊沿變化緩慢的電壓波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。與普通觸發(fā)器相比，它有以下特點(diǎn)： （1）具有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，但沒有記憶作用，輸出狀態(tài)需要相應(yīng)的輸入電壓來維持。 （2）屬于電平觸發(fā)，能對變化緩慢的輸入信號作出響應(yīng)，只要輸入信號達(dá)到某一額定值，輸出即發(fā)生翻轉(zhuǎn)。 (3)具有回差特性，電路對從低電平上升和從高電平下降的輸入信號具有不同的閾值電壓，這種回差特

3、性使其具有較強(qiáng)的抗干擾能力。 利用555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器，當(dāng)在白天時(shí)，輸出產(chǎn)生高電平，繼電器觸點(diǎn)斷開，路燈不亮；當(dāng)在黑夜時(shí)，輸出產(chǎn)生低電平，繼電器觸點(diǎn)閉合，路燈亮。 工作原理：當(dāng)白天有光照射的情況下，光敏電阻呈低阻狀態(tài)，2處于高電平，使觸發(fā)器的輸出端輸出低電平，繼電器斷開路燈不亮，控制指示燈LED1亮。當(dāng)黑夜無光照射的情況下，光敏電阻呈高阻狀態(tài)，2處處于低電平，使觸發(fā)器的輸出端輸出高電平，繼電器得電，觸點(diǎn)閉合，路燈亮，控制指示燈LED2亮。 2．單元電路設(shè)計(jì)與分析 仿光電路就是按照光敏電阻有光或無光時(shí)，呈現(xiàn)低阻或高阻狀態(tài)設(shè)計(jì)的，它采用兩個(gè)電阻分壓來實(shí)現(xiàn)。電子開關(guān)就是利用

4、三極管正偏飽和導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)來設(shè)計(jì)的。555定時(shí)器是一種將模擬電路與數(shù)字電路的功能巧妙結(jié)合在一起的多用途單片集成電路。施密特觸發(fā)器是一種整形電路，它能將邊沿變化緩慢的電壓波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。與普通觸發(fā)器相比，它有以下特點(diǎn)。具有兩個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，但沒有記憶作用，輸出狀態(tài)需要相應(yīng)的輸入電壓來維持。屬于電平觸發(fā)，能對變化緩慢的輸入信號作出響應(yīng)，只要輸入信號達(dá)到某一額定值，輸出即發(fā)生翻轉(zhuǎn)。具有回差特性，電路對從低電平上升和從高電平下降的輸入信號具有不同的閾值電壓，這種回差特性使其具有較強(qiáng)的抗干擾能力。所以用555定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器來做控制電路。 3． 設(shè)計(jì)電路圖 白天時(shí)： 當(dāng)

5、光敏電阻R5阻值很小時(shí)時(shí)，相當(dāng)于白天有光照射。當(dāng)白天有光照射的情況下，使觸發(fā)器的輸出端輸出低電平，繼電器斷開路燈不亮，控制指示燈LED1亮。 當(dāng)R5阻值很大時(shí)，相當(dāng)于黑夜無光照射。當(dāng)黑夜無光照射的情況下，使觸發(fā)器的輸出端輸出高電平，繼電器得電，觸點(diǎn)閉合，路燈亮，控制指示燈LED2亮。 夜晚時(shí)： 器件介紹： （1）光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使

6、光敏電阻器的阻值迅速下降。 （2）555 定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。 555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控

7、制等方面。　 555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 3． 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

8、較為貼近現(xiàn)實(shí)生活，直接取材日常的路燈系統(tǒng)，其實(shí)這也類似于樓道的聲光控系統(tǒng)，但是這次實(shí)驗(yàn)是自己動手，所以有很大的不同，在設(shè)計(jì)初期，采用的光敏三極管的方案，可是后來發(fā)現(xiàn)三極管并不起作用，所以后期又改變方案，直接采用光敏電阻的特性來控制電路里的節(jié)點(diǎn)的電平高低，通過555定時(shí)器的特性從而控制繼電器的吸合與斷開，最后在電路仿真與實(shí)際操作中都取得了成功。此次實(shí)驗(yàn)提高了我們的問題分析能力以及對器材的選擇能力。 四．附錄 元器件明細(xì)表 器材 數(shù)目 參數(shù) 電阻 2 270歐 電阻 1 715歐 電阻 2 750歐 電阻 2 10千歐 電阻 1 30千歐 電阻 1 100千歐 電容 1 10nf 紅色發(fā)光二級管 1 黃色發(fā)光二極管 1 光敏電阻 1 GL3537-1 繼電器 1 HRS4H—S—DC5V 芯片 1 NE555 燈泡加底座 1 220V ，50W 開關(guān) 1 插針 1排 電路板 1 12cm*6cm