光控路灯系统设计实验报告

1、自动光控路灯系统设计班级：电子二班姓名：李旺学号：130807141213功能要求(1) 白天时，路灯自动关闭(路灯可用小灯泡代替。但必须用继电器控制路 灯)；(2) 晚上时，路灯自动打开；(3) 可以调节亮度触发点。2方案论证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。总体设计分为两个模块：主控模块，被控模块。主控模块和被控模块之间通过继电器进行连接。外界光昭八3系统电路工作原理:辅助电源敏感元件一放大电路米一BO甘 幺E 口 M 7V照明电路光敏电阻接受光信号后电阻值发生变化，将其转换为电信号加到的三极管的 基极

2、，经处理后从集电极输出，输出电压随光照强度的减弱而增加，通过继电器 实现路灯的自动转换。当光照强度很大时，光敏电阻阻值很小，三极管VT1分得的电压较小，三极管VT1、VT2截止，继电器不工作，灯泡不亮；当光照 强度很小时，光敏电阻阻值很大，三极管VT1分得的电压较大，三极管VT1v VT2 导通，继电器工作，灯泡亮。通过调节滑动变阻器，可调节亮度触发点。4系统的软件仿真电路打开PROTEUS软件，在元件库里查找电路图中所需要的元器件，添加至当前页面。按照所设计的原理图进行画图。画完之后，认真检查。确定没有错误后，运 行，查看是否符合设计要求。并对电阻进行参数的调节，以达到预期设计的要 求。下图

3、是用PROTEL软件所画的设计图：B1注：仿真图上所示电路中光敏电阻用电位器（RV1）代替5 调试与性能分析仿真调试及各数据记录：Q1Q2继电器阻值:1M%UbeUbeUceUILAM70%0. 790. 880. 0911.90. 04亮20%0. 780. 880.1111.80. 04亮10%0. 760. 870. 4711.50. 04亮9%0. 750. 864. 247. 710. 03亮8%0. 740. 858. 273. 730. 01灭5%0. 690.4412.00. 000. 00灭通过表格可以看出以9%8%为界限，改变继电器电流达到导通状态通过调试最后优化的电路图如

4、下，将电阻R1的阻值变小可将亮度触发点降低，使灯泡在3% 2%时明灭变化，提高系统的灵敏度。R1100kRL1RLY-SPCOQ1NPNR210kn/ Q2%NPNRV21kL15VEWB仿真图in k OhmI O.OOCIDWrTTV12 VL BFS1710 k OhmIR/500lkOhm/3%6各元器件的工作原理光敏电阻光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入 射 光的强弱而改变的电阻器；一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转 换为电的变化）。光敏电阻的阻值随入射光的强弱变化而变化，无光照时的阻值叫暗 阻，通常很大；在光线照射时的阻值很小，叫亮阻

5、。光敏电阻的主要参数有亮电阻， 暗电阻，光电特性，光谱特性，频率特性，温度特性。82040&080100E(ls)通过测量，得到本次试验中的光敏电阻亮阻值约为3. 7K,暗阻值约为400Ko光敏电阻的光电特性 继电器继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较 大电流的一种“自动开关O故在电路中起着自动调节、安全保护、转换 电路等作 用。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端 加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会 在电磁 力吸引的作用下

6、克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在 弹簧 的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸 合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭 触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点J ；处于接通状态的静触点称为“常闭触点O电动机低压电速控制电路r衔铁电嵐继电器絶点电磁铁工作电路三极管（9013）三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作 用，通过电阻转变为电压放大作用。晶体三极管（以下简称三极管）按材

7、料分有两 种：错管和硅管。而每一种又有NP和PN两种结构形式，两者除了电源 极性不同 外，其工作原理都是相同的。NPNf是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间 形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三条引线分别称 为发射极e、基极b和集电极c。当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于 正偏状态，而c点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec 要高于基极电源Eb。电位器电位器是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。当电阻体的两个固定触电之间外加一个电压时，通过转动或滑动系统改变触点在 电阻体上的位置，

8、在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成一定关系的 电压。它大多是用作分压器。7 实验心得在实验中我负责设计电路和仿真电路的任务。 刚拿到课题设计的题目时，只 知道实验的要求是设计一个光控路灯，规定使用的元器件有光敏电阻、三极管和继 电器。老师要求在4天内通过查阅资料设计出电路来，首先我通过网络搜集了 一些相 关的资料，在网上有关于这方面的设计方案，简单的学习了解之后，发现设计要求不 完全一样，网上的方案比我们的要求复杂，使用的是220V电压必须添加整流电路还有需要使用运放器，这些都不符合我们设计要求，但是大概可以确 定下整体思路。从网上的学习还找到了一些建议的参考书目，于是大家分工分

9、别通 过网络搜索和从图书馆借阅的书籍上收集各种有关的资料。但是设计电路光有整体思路的想法还不够，要熟悉使用的元器件的功能和应 用，我们在模拟电路中学过三极管的知识，但是隔了一段时间再加上学习的时候多 半是分析电路做题求值，所以对应用三极管又很陌生了，利用模电的笔记快 速的复 习了三极管的知识。另外，对于继电器的功能和应用也不太懂，之前没有 接触过 继电器，所以在设计电路之前必须把使用的元器件熟悉了解才可以熟练应用。通过网 络学习了继电器和光敏电阻的相关应用，为设计电路打下了基础。真正开始设计电路是从分析人家的电路入手，我们从借来的书籍里找到了一个 不错的设计方案，但是分析理论总是和实际情况有所

10、不同，我把书上的电路图用仿 真软件进行了仿真，但是没有出来结果，根本不能实现设计要求，就只能靠自己 To通过仿真软件把自己的想法加到电路里去，不断地尝试、讨论、分析，终于实现 了设计目的。这下可以轻松一些了。但是，当分发设计元器件时又遇到了问题， 我们设计的电路里需要使用一个PNP三极管和两个NPN三级管，但是 元器件只给了 两个NPN三极管，所以必须修改电路图。又经过一天的忙碌之后简化的电路做好 了，功能是可以实现，但是一些电阻值还没有确定，还需要不断的进行优化，提 高电路变化的灵敏度。在对设计好的电路图进行参数调试的时候，通过电路中电压 电流的值进一步分析电路、优化电路，在后期焊接电路时，结合 实际光照强度影 响光敏电阻的阻值范围，仍然不断地进行尝试和修改，最终定稿。通过本次课题设计我收获了很多，我对自动光控路灯系统有了一定