熱釋電紅外自動(dòng)節(jié)能燈設(shè)計(jì) 精品.doc

題目：熱釋電紅外自動(dòng)節(jié)能燈 1設(shè)計(jì)目的與要求設(shè)計(jì)一個(gè)熱釋電紅外自動(dòng)節(jié)能燈控制電路，要認(rèn)真并準(zhǔn)確地理解有關(guān)要求，獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求所設(shè)計(jì)的電路具有以下功能：（1）人在燈亮，人走后延時(shí)燈滅；（2）采用熱釋電紅外傳感器，進(jìn)行人員檢測(cè)；（3）光源負(fù)載為白熾燈。2設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）畫(huà)出電路原理圖，正確使用邏輯關(guān)系；（2）確定元器件及元件參數(shù)；（3）電路仿真；（4）SCH文件生成與打印輸出；（5）PCB文件生成與打印輸出。3編寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告寫(xiě)出設(shè)計(jì)的全過(guò)程，附上有關(guān)資料和電路圖，有總結(jié)體會(huì)。4答辯在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成敘述并回答問(wèn)題。熱釋電紅外自動(dòng)節(jié)能燈摘要：本次設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)模擬和數(shù)字電子電路的學(xué)習(xí)和掌握，自己動(dòng)手動(dòng)腦來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)熱釋電紅外自動(dòng)節(jié)能燈，通過(guò)紅外線傳感器接收紅外信號(hào)，并利用555延時(shí)器來(lái)滿足人來(lái)燈亮，人走后延時(shí)燈滅的要求。關(guān)鍵字：紅外傳感器 555延時(shí)電路 可控硅1 引 言日常生活中我們最常見(jiàn)到的聲光控?zé)粜枰送ㄟ^(guò)拍掌或制造其他聲音來(lái)使燈點(diǎn)亮，本次設(shè)計(jì)的電路具有同樣的效果，但是相對(duì)于聲光控?zé)魜?lái)說(shuō)，熱釋電紅外傳感自動(dòng)節(jié)能燈更為便捷，當(dāng)人走進(jìn)紅外傳感區(qū)時(shí)，不需要拍掌或制造聲音來(lái)使燈點(diǎn)亮，電路中的紅外傳感器會(huì)在人走近6-10米距離時(shí)自動(dòng)感應(yīng)，從而接通電路，點(diǎn)亮節(jié)能燈，人走后，燈延時(shí)滅。本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用的是555延時(shí)電路，通過(guò)對(duì)模擬電子技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握，自己來(lái)設(shè)計(jì)電路，并掌握基本方法和思路，對(duì)以后的學(xué)習(xí)打下好的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)電路之前，我通過(guò)查閱資料，對(duì)555延時(shí)電路的基本原理有了進(jìn)一步的了解，從而對(duì)我設(shè)計(jì)的方案進(jìn)行定論。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)題目分析:a) 要求人來(lái)燈亮，需要用到紅外傳感器，傳感器會(huì)在人來(lái)是感應(yīng)紅外線并轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，為后續(xù)電路提供一定的條件。b) 要求人走后燈延時(shí)滅，選用555延時(shí)電路來(lái)完成，延時(shí)時(shí)間由555延時(shí)電路上的6腳7腳上所接電阻電容值的大小決定，即t=1.1RC。c) 由于紅外傳感器接收到的信號(hào)會(huì)非常微弱，所以要用放大電路來(lái)放大，放大電一般采用運(yùn)放來(lái)完成。結(jié)論：通過(guò)分析得出電路最前端采用紅外傳感器接收信號(hào)，然后由運(yùn)放對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，觸發(fā)555電路，使燈點(diǎn)亮.2.2設(shè)計(jì)方框圖白熾燈延時(shí)電路放大電路紅外傳感器圖1設(shè)計(jì)方框圖3 設(shè)計(jì)原理分析由傳感器接收到紅外信號(hào)，經(jīng)兩個(gè)CA3140運(yùn)放放大，以足以驅(qū)動(dòng)555延時(shí)電路，運(yùn)放放大后的信號(hào)接555延時(shí)器的2腳，用來(lái)觸發(fā)555工作，3腳輸出接可控硅，當(dāng)可控硅導(dǎo)通后，白熾燈即點(diǎn)亮。3.1前置電路紅外傳感頭由熱釋電紅外傳感器P228和菲涅爾光學(xué)透鏡組成，可使遙感距離在10米開(kāi)外，P228輸出的人體移動(dòng)時(shí)的傳感信號(hào)的頻率大致在0.3到5HZ范圍內(nèi)，據(jù)此可設(shè)計(jì)放大該微弱信號(hào)的高增益低頻放大器。VT1采用高增益高頻小功率管2N3904，它和R2，C2組成前置放大器，對(duì)P228檢測(cè)到的紅外電信號(hào)進(jìn)行前置放大，從集電極取出的放大后的電信號(hào)并將其直接耦合到IC1運(yùn)算放大級(jí).3.2放大電路CA3140 PTC1GND321U2A567U2BCA3140100KR41.5KR62MR50.033UFC4R7GNDVcc圖2放大電路IC1采用低噪聲，高增益運(yùn)放CA3140，它與R5， R4， C4等組成高增益低頻放大器，其通頻帶為0.1到8HZ，閉環(huán)增益高達(dá)20倍。IC2也采用CA3140器件，但這里利用它與R7，IC1輸出的固定電位組成一個(gè)電壓比較器，當(dāng)輸入到IC2同向端的信號(hào)大于調(diào)定的反向端的基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器輸出高電平脈沖，并經(jīng)R7加至VT2的基極，VT2和R8組成一個(gè)倒相放大器，經(jīng)它放大后為IC3提供負(fù)跳變觸發(fā)脈沖，使觸發(fā)器置位，為555提供工作電壓，其3腳轉(zhuǎn)成高電平，加至可控硅的控制端，可控硅觸發(fā)導(dǎo)通，白熾燈得電點(diǎn)亮。可控硅導(dǎo)通時(shí)間取決于555的單穩(wěn)態(tài)暫穩(wěn)時(shí)間，即單穩(wěn)電路的充電時(shí)間常數(shù)，其值為t=1.1R10C7.3.3 555延時(shí)器123456785550.01uFCC 11KR?Res2GNDVCCuou1沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)u1處于高電平（u1vcc/3），如果接通電源后Q=0，UO=0，T導(dǎo)通，電容通過(guò)放電三極管T放電，使UC=0，U0保持低電平不變，如果接通電源后Q=1，放電三極管就會(huì)截止，電源通過(guò)電阻R向電容C充電，當(dāng)UC上升至2VCC/3時(shí)，由于R=0，圖3 555延時(shí)電路S=1，鎖存器置0，UO為低電平，此時(shí)，放電三極管導(dǎo)通，電容C放電，UO保持低電平不變，因此電路通電后在沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，電路只有一種穩(wěn)定狀態(tài)UO=0.若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)（UIVCC/3）,電路的輸出狀態(tài)由低電平跳變到高電平，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，放電三極管T截止，此后電容C充電，當(dāng)C充電至UC=2VCC/3時(shí)，電路的輸出電壓UO由高電平翻轉(zhuǎn)到低電平 ，同時(shí)T導(dǎo)通，于是電容C放電，電路返回到穩(wěn)定狀態(tài)。表1 555定時(shí)器功能表輸入輸出C1反向輸入端C正向輸入端復(fù)位端輸出端放電管T00導(dǎo)通2Vcc/32Vcc/3Vcc/310導(dǎo)通Vcc/31不變不變4 總結(jié)與體會(huì)紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行，是實(shí)習(xí)三周以來(lái)最大的體會(huì)，以前只是單純的學(xué)習(xí)理論知識(shí)，書(shū)上寫(xiě)什么，就認(rèn)為是什么，根本不加以思考，研究，但真正自己動(dòng)手設(shè)計(jì)電路，才發(fā)現(xiàn)很多知識(shí)還有更廣的拓展范圍，比如電路中要用到可控硅，隨便就從元件庫(kù)中調(diào)出來(lái)一個(gè)，以為所有的可控硅的性能都一樣，但實(shí)際上卻還有很大的差別。我在經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)后對(duì)自己的認(rèn)識(shí)又有了很高的提升。在這次課程設(shè)計(jì)中，我對(duì)模擬電子技術(shù)的掌握程度又有了很大的提升。很多原來(lái)我不懂的知識(shí)或者本來(lái)不熟悉的知識(shí)都讓我掌握了，并且應(yīng)用能力有了很大的提高。經(jīng)過(guò)這三周課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我感覺(jué)有很大的收獲：首先，通過(guò)學(xué)習(xí)新的知識(shí)使自己的學(xué)習(xí)能力有一個(gè)質(zhì)的提高，同時(shí)又加深自己對(duì)課本知識(shí)的理解，也達(dá)到復(fù)習(xí)課本的目的。在此期間，我充分的利用圖書(shū)館以及互聯(lián)網(wǎng)資源查