窗帘自动开关电路设计

1、辽 宁 工 业 大 学 传感器与检测技术 课程设计（论文）题目： 窗帘自动开关电路设计 院（系）： 电气工程学院 专业班级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间：2009-12-152009-12-27 课程设计（论文）任务及评语院（系）： 电气工程学院 教研室：测控技术与仪器学 号学生姓名专业班级课程设计（论 文）题 目窗帘自动开关电路设计课程设计（论文）任务利用光电传感器检测光照强度，当光照达到一定亮度时自动拉上窗帘，光照暗到一定程度时自动打开，可用两个继电器模拟窗帘开关电机工作。传感器采用光明晶体管类传感器，设计相应的信号处理电路和控制电路，确定器件参数；电路板焊接后

2、在实验室黑暗处用光源进行调试。（1）技术要求环境温度：-30+40°C；控制电路可使用电池供电，电机可以采用继电器触点控制。传感器（敏感元件）：采用光敏晶体管（2）说明书要求1.格式规范，符合学校要求；2.说明书中应有方法比较与方案论证，光电测量原理（公式）及具体的实现方案、电路器件型号、参数等；硬件电路应用protel绘制，并且焊接、调试。指导教师评语及成绩平时： 论文质量： 答辩：成绩： 指导教师签字： 年 月 日辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书（论 文）目 录第1章 绪论1第2章 方案论证1第3章 窗帘自动开关电路设计组成23.1 传感器的设计23.2 转换放

3、大电路的设计33.3控制执行电路的设计3第4章 设计总结4参考文献4附录I5附录II5第1章 绪论在现代社会，对室内设计而言，窗帘不仅具有遮光作用，更具有美化功能，它不仅可以协调居室的色彩搭配，而且能够柔化空间造型的线条，营造温馨惬意的环境。现在很多厂家生产的自动窗帘（含门帘）控制系统，都是各种传感器（红外线传感器、风雨信号传感器、温度传感器、烟雾传感器等）、各种报警终端（警灯、警笛、电话报警器、接警控制中心等）、遥控器以及一系列机械传动装置组成的一种具有智能化、人性化、网络化的高科技产品。此论文讲述了利用光敏三极管采集光强并控制继电器从而控制窗帘开、闭。第2章 方案论证方案一如图2.1所示传

4、感器模拟电路A/D转换单 片 机步进电机步进电机驱动器图2.1 方案一系统整体构成图硬件电路主要由主机电路、数据采集电路和控制执行电路组成，数据采集使用一片光敏电阻，经模拟电路将光信号转换成电压信号，控制执行电路由单片机输出经步进电机驱动器来控制步进电机转动。此方案测量控制精确，但成本大，操作复杂，设计繁琐故不用此方案。方案二整体框图为图2.2传感器转换放大电路控制执行电路图2.2 方案二系统整体构成图就本系统来说，硬件电路主要由传感器、转换放大电路和控制执行电路组成（系统框图如图2.2所示）。光敏三极管实时采集室外环境光照度，经过转换电路将测得的电流信号转换为电压信号，并且放大。然后系统将决

5、定两个继电器中的一个触点的闭合。此方案操作简单、设计容易，而且无需消耗大量成本即可实现功能，因此选用此方案。第3章 窗帘自动开关电路设计组成3.1 传感器的设计 图3.1 PNP光敏三极管图 图3.2 PNP光敏三极管等效电路图3.3 PNP光敏三极管的电路光敏三极管是具有NPN或PNP结构的半导体管，他在结构上与普通半导体三极管类似，它的引出电极通常只有两个，也有三个的。将光敏三极管接在如图3.3所示的电路中，光敏三极管的集电极接正电压，其发射极接负电压。当无光照射时，流过光敏三极管的电流，就是正常情况下光敏三极管集电极的发射极之间的穿透电流，它也是光敏三极管的暗电流，其大小为式中：共发射极

6、直流放大系数; 集电极与基极间的反向饱和电流。3.2 转换放大电路的设计I/V转换器用于将电流信号转换为与之成线性关系的输出电压信号。在进行数字信号转换时，为了保证一定的转换精度和较大的适应范围，要求I/V转换器有低的输入阻抗及输出阻抗。图3.4 I/V转换设计图图3.4为同相输入型I/V转换电路，输入电流首先经输入电阻变为输入电压。加到运算放大器的同相输入端，经过同相比例放大后的输出电压根据传感器对负载的要求确定，然后根据与的范围决定， 为避免运算放大器的偏置电流造成误差，要求两个输入端对地的电阻值相等，即3.3控制执行电路的设计行程开关又称限位开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发

7、出控制命令的主令电器。用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器。在本设计中用于窗帘的行程大小的行程控制。当窗帘运动到预定位置时，行程开关通过机械可动部分的动作，将机械信号转换为电信号，以实现对窗帘的控制，限制它的位置。图3.5为单刀双掷继电器通过控制行程开关BG1、BG2来控制控制窗帘的开关。当Ui足够大时K1吸合BG1上有电流通过从而使电机1正常运转关闭窗帘；当Ui不足以使K1拨到另一边，此时BG2接通，电机2运转打开窗帘。图3.5 继电器的控制图第4章 设计总结为适应现代化办公和生活环境的需要，设计一种窗帘自动开关电路。在环境温度为-30+40°C时，可以

8、实现利用光电传感器检测光照强度，当光照达到一定亮度时自动拉上窗帘，光照暗到一定程度时自动打开，可用两个继电器模拟窗帘开关电机工作。传感器采用光敏晶体管类传感器，设计相应了的信号处理电路和控制电路，并确定器件参数。控制电路可使用电池供电，电机可以采用继电器触点控制。参考文献1 张国雄等. 测控电路第三版. 北京: 机械工业出版社, 2008.12 黄继昌,徐巧鱼等. 传感器工作原理及应用实例. 北京: 人民邮电出版社, 20003 宋文绪,杨帆等. 传感器与检测技术. 北京: 高等教育出版社, 20074 彭 为等. 单片机典型系统设计实例精讲M. 北京: 电子工业出版社, 2006.5 李刚, 林凌. 现代控制电路M. 北京: 高等教育出版社, 20046 王成