光控路灯控制器

1、光电电路设计与应用课程设计报告题目:光控路灯限制器姓名：圭亡专 业：电子科学与技术班 级： 132学 号： 1886130215考核等级:任课老师： 韩新风一 题目要求与方案论证1.1设计题题目设计一个可以用光线强弱限制的电路来限制路灯的点亮与熄灭,实现自动限制的目 的.1.2题目要求?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,自动开启路灯的限制.? 了解常用路灯限制的各种方法,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.1.3方案论证方案一：目前大多数的路灯限制采用以时间限制来实现,实际使用

2、中由于冬天 和夏天的白天长短不一,因此这种限制方式必然造成在光线充足的情况下,路灯也 有时会亮着,从而造成了大量的能源浪费,而各种照明灯也都具有一定的使用时限, 在光线充足的情况下仍继续使用,必然增加每天开启灯的时间,会缩短灯的使用寿 命.方案二：本设计主要是运用光敏元件的特性来实现当光照强度足够进自动关闭 路灯,而当光照强度缺乏时,限制继电器吸合,接通路灯回路的电源,到达自动开 启路灯的功能.该设计运用方案二,相对于方案一来说,方案二不仅弥补了资源的浪费,同 时也增加了灯的使用寿命.该方案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

3、时那么电阻较大 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 有效地完成限制需要.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,至于限制局部的设计,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.二电子线路设计与实现2.1 Multisim仿真电路设计图1、限制路灯熄灭图 2.112、限制路灯亮起_JLV2-5V7图 2.222.2电路设计图2.23总电路示意图1、光敏电阻光敏电阻器概述：光敏电阻器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；入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大. 光敏电阻器一般用丁光

4、的测量、光的限制和光电转换将光的变化转换为电的 变化.常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的.光 敏电阻器的阻值随入射光线可见光的强弱变化而变化,在黑暗条件下,它 的阻值暗阻可达 110M欧,在强光条件100LX下,它阻值亮阻仅有 几白至数千欧姆.光敏电阻器对光的敏感性即光谱特性与人眼对可见光0.40.76 期的响应很接近,只要人眼可感受的光, 都会引起它的阻值变化. 设计光控电路时,都用白炽灯泡小电珠光线或自然光线作限制光源,使设 计大为简化.光敏电阻工作原理：光敏电阻的工作原理是基丁内光电效应.在半导体光 敏材料两端装上电极引线,将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻

5、, 为了增加灵敏度,两电极常做成梳状.用丁制造光敏电阻的材料主要是金届的 硫化物、硒化物和磁化物等半导体.通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘 衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极,接出引线,封装在具有透光镜 的密封壳体内,以免受潮影响其灵敏度.在黑暗环境里,它的电阻值很高,当 受到光照时,只要光子能量大丁半导体材料的禁带宽度,那么价带中的电子吸收 一个光子的能量后可跃迁到导带,并在价带中产生一个带正电荷的空穴,这种 由光照产生的电子一空穴对了半导体材料中载流子的数目,使其电阻率变小, 从而造成光敏电阻阻值下降.光照愈强,阻值愈低.入射光消失后,由光子激 发产生的电子一空穴对将复合,光敏电

6、阻的阻值也就恢复原值.在光敏电阻两 端的金届电极加上电压,其中便有电流通过,受到波长的光线照射时,电流就 会随光强的而变大,从而实现光电转换.光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻 器件,使用时既可加直流电压,也加交流电压.半导体的导电水平取决丁半导 体导带内载流子数目的多少.常用光敏电阻参数,都是实验室超级严格环境下的测试结果！仅供参考,实际测值 有时候会有偏差！以实际测值为准！以下是几种常用光敏电阻参数.(仅供参考)规格型号最最大电压最大功耗环境温度光谱峰值亮电阻(10Lux)暗电阻(MQ)100Y 10响应时间mS照度电阻特性(VDC)(mW)(C)(nm)(K Q)上升下降3系列GL3516

7、10050-30+705405-100.60.530302GL352610050-30+7054010-2010.630303GL3537-110050-30+7054020-3020.630304GL3537-210050-30+7054030-5030.730304GL3547-110050-30+7054050-10050.830306GL3547-210050-30+70540100-200100.9303064系列GL451615050-30+705405-100.60.530302GL452615050-30+7054010-2010.630303GL4537-115050-30+

8、7054020-3020.730304GL4527-215050-30+7054030-5030.830304GL4548-115050-30+7054050-10050.830306GL4548-215050-30+70540100-200100.9303065系列GL5516GL552815090-30+705405-100.50.530302150100-30+7054010-2010.620303GL5537-1150100-30+7054020-3020.620304GL5537-2150100-30+7054030-5030.72030304GL5539150100-30+7054

9、050-10050.82052、继电器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,从而到达了在电路中的导通、切断的目的.对丁继电器的“常开、常闭触 点,可以这样来区分：继电器线圈未通电时处丁断开状态的静触点,称为“常开触点；处丁接通状态的静触点称为“常闭触点.电磁继电器原理图如图2

10、.24所示:街狭成破墀电器 触点电动机电磁校诘压电爆工作电站图2.24电磁继电器原理图几种常用继电器参数如下LY2NJLYCTMOTAfi'4NJ小踱鞘器10A,瑚捕器1OA恻魅器5A地器3A醍姬通10AJ10VAC10 妃4VDCI0AJ1QVAC 10A.24VDC51220VAC m.24VDC3A.220VAC 3A14VDC储导7.5A.11OVAC5A；4VDC7.5AJ1OVAC5A24VDC24220VAC MVDCO.SA;22OVAC 1.5A,24TC援融晴大值250VAC125VDC25OVAC125VTK250VAC125VDC250VAC125VDC朋蟠值1

11、0A10A5A3A雌amAC 6:12；4530:100；110;11042 0；0&20220.''240V DC6J124A100-110VAC6;12;243：100'110；00.;22QVK6JW1WU0VAC6?剧50购10,11叩(UWW2MWrc6.12X48.lMWAC6:12:24:50:100110:11D.420观2200啊DC 6J2M4S0M10VAC 24V-518niAAC 浏J92mAAC 24VT 非mAAC 2阳一金血i£ 220V-一-iMK 220V13, IMAC 220Vq, 8nAAC 220ViMDC

12、妙36.9toiDC 24V69袖DC 洲36,5mADC 24V56. W朋底座PTOA-E叮14MPYFOSAEmi4A-E翔尺寸嘛座宽皿3044222.3电路分析含电路的实现过程和各个关键位置处电平变化1、 外界光线充足时,光敏电阻阻值减小,即对应的图2.21中R2阻值减小到1k Q以下,常闭式继电器两端电压到达其工作范围,发生动作,导致交流电路断开, 路灯熄灭.2、 外界光线减弱时,光敏电阻阻值增大,即对应的图2.22中R2阻值增大到1k Q以上,常闭式继电器两端电压不处于其工作范围,保持闭合,导致灯泡两端电压 到达额定值,路灯亮起.三总结与体会通过这学期对光控路灯限制器的设计,我深刻的理解了 “学以致用这句话.正所谓“纸上谈兵终觉浅,觉知此事要躬行.学习任何知识,仅从理论上去求知, 而不去实践、探索是不够的,所以在本学期在光电子技术刚学完之际,紧接着来一 次电子电路课程设计是很及时、很必要的.这样不仅能加深我们对电子电路的任职, 而且还及时、真正的做到了学以致用.理论联系实际是很重要的,空有理论知识而 没有实际的动手操作是不会对理论知识有进一步的了解的.在设计过程中,和老师 的悉心指导是分不开的,对于学生的问题,老师都很耐心的给予细致