電子電工課程設(shè)計(jì)(人體感應(yīng)燈設(shè)計(jì) )課件

1、題目 人體感應(yīng)燈 班級 12材成1班 學(xué)號 201210350125 姓名 程文濤 指導(dǎo) 徐老師 時間 2014年6月6-14日 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓名程文濤 班級 材成一班 指導(dǎo)老師 徐老師 設(shè)計(jì)課題： 人體感應(yīng)燈設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)一個感應(yīng)燈電路，要求電子元件超過3050個或以上，根據(jù)應(yīng)用電路的功能，確定封面上的題目，然后完成以下任務(wù)：1、 電路由7個部分組成，使用方框圖對它進(jìn)行整體描述；2、 對電路的每個部分分別進(jìn)行單獨(dú)說明，畫出對應(yīng)的單元電路，分析電路原理、元件參數(shù)、所起的作用、以及與其他部分電路的關(guān)系等等；3、 用簡單的電路圖繪圖軟件繪出整體電路圖，在電路圖中

2、加上自己的班級名稱、學(xué)號、姓名等信息；4、 對整體電路原理進(jìn)行完整功能描述；5、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；設(shè)計(jì)步驟1、 查閱相關(guān)資料，開始撰寫設(shè)計(jì)說明書；2、 先給出總體方案并對工作原理進(jìn)行大致的說明；3、 依次對各部分分別給出單元電路，并進(jìn)行相應(yīng)的原理、參數(shù)分析計(jì)算、功能以及與其他部分電路的關(guān)系等等說明；4、 列出標(biāo)準(zhǔn)的元件清單；5、 總體電路的繪制及總體電路原理相關(guān)說明；6、列出設(shè)計(jì)中所涉及的所有參考文獻(xiàn)資料。參考文獻(xiàn)1周雪.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.,高等教育出版社，20062泰曾煌.電工學(xué)M.高等教育出版社,2008 3王兆安.電力電子技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2000 4湘潭

3、電機(jī)制造學(xué)校.可控硅技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,1979 5謝克明.電工電子技術(shù)簡明教程M.高等教育出版社,2003 6韓振振.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)M.大連理工大學(xué)出版社,2000 7王之芳.傳感器應(yīng)用技術(shù)M.西北工業(yè)大學(xué)出版社,1996 8丁鎮(zhèn)生.傳感器及傳感技術(shù)應(yīng)用M.電子工業(yè)出版社,1998目錄1、 總體方案與原理說明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42、 單元電路1橋式整流電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . .53、

4、單元電路2電容濾波電路 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64、 單元電路3三端集成穩(wěn)壓電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75、 單元電路4紅外信號輸入電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86、 單元電路5 集成放大電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97、 單元電路6 光信號控制電路.108、 單元電路7外接電路.119、 總體電路原理相關(guān)說明

5、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1210、總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1311、元件清單；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1412、參考文獻(xiàn).1513、設(shè)計(jì)心得體會.161、 總體方案與原理說明為了加強(qiáng)我

6、們對模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，電子工藝的理解和鞏固，我花了一周的時間進(jìn)行此次電工設(shè)計(jì)，而我設(shè)計(jì)的課題是人體感應(yīng)燈的設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)了一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡單的人體感應(yīng)燈。人體感應(yīng)燈是一款利用紅外線、熱釋電原理感應(yīng)人體活動信息的新技術(shù)設(shè)計(jì)、研發(fā)而成的，專門用來檢測和感應(yīng)人體活動信息的產(chǎn)品。 當(dāng)人或有溫度的物體進(jìn)入模塊感應(yīng)范圍內(nèi)時，感應(yīng)模塊就會輸出一個高電平脈沖信號、或高電平延時信號，輸出的感應(yīng)脈沖或延時信號可以直接驅(qū)動LED燈指示燈、LED照明燈。下面為原理框圖：圖1人體感應(yīng)燈原理框圖如圖1所示，本電路由橋式整流電路、電容濾波電路、7806穩(wěn)壓電路、紅外信號輸入電路、集成放大控制電路與外接

7、電路六大電路組成。由紅外信號和光信號通過YX7063C芯片控制燈泡H的開與關(guān)。其中光信號由光敏管RB控制電路白天待機(jī)，晚上開機(jī)。2、單元電路1橋式整流電路圖2 橋式二極管整流電路它是由圖2中的二極管D1、D2、D3、D4組成。其功能是將220V的交流市電轉(zhuǎn)換為脈動直流電壓。 電路采用四二極管互相接成橋式結(jié)構(gòu)利用二極管電流導(dǎo)向作用交流輸入電壓U2正半周內(nèi)二極管D1、D3導(dǎo)通D2、D4截止負(fù)載RL上得上正下負(fù)輸出電壓；負(fù)半周內(nèi)正好相反D1、D3截止D2、D4導(dǎo)通流過負(fù)載RL電流方向與正半周致因此利用變壓器副邊繞組和四二極管使得交流電源正、負(fù)半周內(nèi)整流電路負(fù)載上都有方向變脈動直流電壓和電流橋式整流名

8、稱只說明電路連接方法橋式接法橋式整流二極管：大家常用般由4只單二極管封裝起元件取名橋式整流二極管,整流橋或全橋二極管。橋式整流電路對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。3、單元電路2電容濾波電路圖3 電容濾波該電路由負(fù)載R1與電容C1組成，整流電路的輸出電壓不是純粹的直流，從示波器觀察整流電路的輸出，與直流相差很大，波形中含有較大的脈動成分，稱為紋波。為獲得比較理想的直流電壓，需要利用具有儲能作用的電抗性元件（如電容、電感）組成的濾波電路來濾除整流電路輸出電壓中的脈動成分以獲得直流電壓。濾波電路是將脈動直流中的交流成分濾除，減少交流成分，增加直流成分。安裝在整流電路兩端用以降低交流脈動波紋系

9、數(shù)提升高效平滑直流輸出的一種儲能器件，通常把這種器件稱其為濾波電容。濾波電容具有電極性，亦稱其為電解電容。電解電容的一端為正極，另一端為負(fù)極，正極端連接在整流輸出電路的正端，負(fù)極連接在電路的負(fù)端。在所有需要將交流電轉(zhuǎn)換為直流電的電路中，設(shè)置濾波電容會使電子電路的工作性能更加穩(wěn)定，同時也降低了交變脈動波紋對電子電路的干擾。濾波電容在電路中的符號一般用“C"表示，電容量越大，濾波性能越好。4、單元電路3三端集成穩(wěn)壓電路圖4 穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路是指在輸入電壓、負(fù)載、環(huán)境溫度、電路參數(shù)等發(fā)生變化時仍能保持輸出電壓恒定的電路。這種電路能提供穩(wěn)定的直流電源，對各種電子設(shè)備能夠穩(wěn)定工作起到了重要的作

10、用。常見直流穩(wěn)壓電路主要有四種，分別為：穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路、串聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路、并聯(lián)晶體管穩(wěn)壓電路和開關(guān)型穩(wěn)壓電路。此圖使用的是7806穩(wěn)壓電路，7806是正電壓三端固定穩(wěn)壓器集成電路，屬于線性穩(wěn)壓器件。電流經(jīng)過電容濾波獲得的直流電壓加在穩(wěn)壓二極管D5上，獲得9V的直流電壓，C3、C4分別為輸入端和輸出端濾波電容，D5串聯(lián)在7806穩(wěn)壓器上可使輸出電壓得到一定升高。經(jīng)此得到穩(wěn)定的直流電源。7806集成穩(wěn)壓器主要參數(shù)： · 最高輸入電壓：35V · 輸入輸出最小壓差：2V · 最大輸出電流：1.5A

11、0;(依后綴不同還有電流較小的其它型號) · 輸出電壓偏差：典型6V; 最低5.75V; 最高6.25V · 工作溫度范圍：0705、單元電路4紅外信號輸入電路圖6 紅外信號輸入電路人體輻射的紅外線被熱釋電紅外傳感頭VB攝取后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺瑫r,它還能鑒別出運(yùn)動的生物與其它非生物，經(jīng)過滑動變阻器與電容C6濾波后進(jìn)入YX7603C的6腳，為信號輸入端。熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶,其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰

12、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成,其極化隨溫度的變化而變化為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾，該傳感器在工藝上將兩個特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動平衡電路方式,因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化，并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換由于熱電元輸出的是電荷信號,并不能直接使用，因而需要用電阻W1將其轉(zhuǎn)換為電壓形式。元器件選擇 熱釋電紅外傳感器選用p228型，菲涅爾透鏡選用q-la型，將其彎曲后置于傳感器前約30mm處。雙向晶閘管VS可根據(jù)負(fù)載大小選擇容量,但耐壓應(yīng)大于400v. R1采用rj-1 w型金屬膜電阻器；RB可選用mg45型非

13、密封型光敏電阻器。 C1,C9選用無極性電容器。C1選用cbb/3-400v型聚丙烯電容器。 sb為常開型按鈕。6、單元電路5集成放大電路圖7集成放大電路人體輻射的紅外線被熱電紅外傳感頭VB攝取后，進(jìn)入YX7603C的6腳，由內(nèi)部兩級放大器放大3600倍。放大倍數(shù)越大自激越強(qiáng)，所以在濾波電容C7上并聯(lián)個R2調(diào)整增益防止自激。放大后的信號經(jīng)LPF低通濾波器進(jìn)入比較器，再通過鎖存，控制電路耦合至兩路激勵電路，由13,12腳輸出。13腳驅(qū)動發(fā)光二極管作為觸發(fā)工作狀態(tài)指示。12腳驅(qū)動可控硅VS導(dǎo)通，點(diǎn)亮燈泡H。該電路內(nèi)設(shè)延時輸出電路，延時時間為3一5s，可使操作人員在完成操作后退出控制區(qū)。此外，電路還

14、有增益調(diào)整、電源故障恢復(fù)、觸發(fā)延時、測試及復(fù)位等功能。VB信號輸入yx7603c內(nèi)的電壓放大器，第一級電壓放大器通過外接電阻器R2及電容器 C7來調(diào)整放大器的增益并防止自激，放大后的信號輸人第二級放大器。第二級電壓放大器由外接電容器C9組成低頻帶通放大器。放大后的信號通過電壓比較器及鎖存、延時等處理后由12腳輸出主控信號，觸發(fā)雙向晶閘管VS導(dǎo)通，照明燈H點(diǎn)亮。同時由13腳輸出工作指示信號驅(qū)動LED指示燈發(fā)光。LED驅(qū)動信號為寬度為is的低頻脈沖，雙向晶閘管的觸發(fā)信號為過零觸發(fā)脈沖。雙向晶閘管的驅(qū)動時間范圍為48一1536s，可通過17、18腳間外接的電位器W2來調(diào)節(jié)。在調(diào)整的時間范圍內(nèi)如果人離

15、開，照明燈還會點(diǎn)亮；但超過調(diào)整時間范圍，照明燈H自動熄滅。 7、單元電路6 光信號控制電路圖8 光控電路此電路為在YX7603C的14腳接入光敏管RB和分壓電阻R7，使電路白天待機(jī)狀態(tài)，晚上控制狀態(tài)，具有開機(jī)延時功能。白天光敏電阻器受光照射后電阻值降低，通過分壓使14腳電壓為 3 5v左右，這時yx7603 c停止工作。夜晚在無光照射時，RB電阻值變大，使14 腳的分壓降至2v，電路進(jìn)人控制狀態(tài)。光敏電阻器RB與電阻器R7通過分壓將光控制端14腳電壓調(diào)節(jié)在2一3.5v 之間。光敏管有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時也受光輻射的控制。 通?；鶚O不引出，但一些光敏管

16、的基極有引出，用于溫度補(bǔ)償和附加控制等作用。光敏管的管芯是一個具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時需加上反向電壓。無光照時,有很小的飽和反向漏電流,即暗電流，此時光敏管截止。當(dāng)受到光照時,飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。8、單元電路6 外接電路圖9外接電路為一負(fù)載燈泡H9、總體電路原理相關(guān)說明該電路采用YX7603C為核心，從而控制晶閘管VS的通斷，其工作原理如圖10所示，先由晶體二極管D1-

17、D4組成橋式整流電路將220V市電變成脈動直流電壓，再經(jīng)電容濾波，然后由7806穩(wěn)壓器與D5穩(wěn)壓，C5濾波輸出穩(wěn)定的直流電源為集成塊YX7603C熱釋電紅外控制集成電路提供電源。熱電紅外傳感頭的紅外信號和光敏管RB感應(yīng)到的光信號來控制晶閘管的開與關(guān)。提示由光敏管RB與R7構(gòu)成的延時系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動延時。從而控制燈泡的亮與滅。10、總體電路原理圖圖10總體電路原理圖11、元件清單元件名稱型號，參數(shù)數(shù)量電阻R1470k1電阻R2220k1電阻R3100k1電阻R420M1電阻R53k1電阻R61.5M1電阻R747k1電阻R810k1光敏管RB1滑動電阻W1,W21M2電容C1cbb/3-400v1

18、電容C2220uF1電容C3,C111032電容C4,C61002電容C51041電容C72041電容C8,C94.7uF2電容C104741二極管D1D41N40074穩(wěn)壓二極管D59V1發(fā)光二極管LED1熱電紅外傳感頭VBQ-1AP2281可控硅VSmg451集成芯片YX7603C1燈泡1穩(wěn)壓器78061開關(guān)SB112、參考文獻(xiàn)1周雪.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.,高等教育出版社，20062泰曾煌.電工學(xué)M.高等教育出版社,2008 3王兆安.電力電子技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2000 4湘潭電機(jī)制造學(xué)校.可控硅技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,1979 5謝克明.電工電子技術(shù)簡明教程M.高等教育出版社,2003 6韓振振.數(shù)字電路邏輯設(shè)計(jì)M.大連理工大學(xué)出版社,2000 7王之芳.傳感器應(yīng)用技術(shù)M.西北工業(yè)大學(xué)出版社,1996 8丁鎮(zhèn)生.傳感器及傳感技術(shù)應(yīng)用M.電子工業(yè)出版社,199813、設(shè)計(jì)心得體會在此次的設(shè)計(jì)中，我收獲了很多，知道了分析的重要性，比如總方案的選擇，電路的選擇，器件的選擇等，這些都關(guān)系到設(shè)計(jì)的總體方向以及設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的成本、簡易度等。但是進(jìn)過我不斷地查資料請