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

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1、 路燈自動(dòng)控制開關(guān)電路的設(shè)計(jì) 組員： 班級(jí)： 設(shè)計(jì)一個(gè)路燈自動(dòng)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(dòng)點(diǎn)亮路燈，天亮后又自動(dòng)關(guān)燈?？刂齐娐酚秒姵毓╇?，熄燈后電路耗電小。 簡(jiǎn)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(dòng)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(dòng)點(diǎn)亮路燈，天亮后又自動(dòng)關(guān)燈，通過自動(dòng)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(duì)變化緩慢的輸入信號(hào)作出響應(yīng)，只要輸入信號(hào)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(duì)從低電平上升和從高電平下降的輸入信號(hào)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(duì)變化緩慢的輸入信號(hào)作出響應(yīng)，只要輸入信號(hào)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(duì)從低電平上升和從高電平下降的輸入信號(hào)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(zhǎng)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(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，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(duì)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(dòng)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(cè)量及自動(dòng)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(dòng)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(duì)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(jí)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