电子技术课程设计---路灯控制器设计

电子技术课程设计---路灯控制器设计内容摘要：

开关电路 电 源 电 路 图 1 声光控路灯控制器原理组成方框图 辽宁工程技术大学电子技术课程设计 3 关闭。 这时，无论外界声音再高灯都不会亮；到夜晚， GR 的电阻随环境光线减弱而增大，脚 13 变为高电平，当人走动的脚步声传到传声器 BW 时，声波转换成电信号经三极管 VT放大，使 2 脚电位由高变低，脚 11 输出高电平，与其连接的单稳态触发器的 2 脚也 呈现高电平，单稳态触发器不被触发，其 3 脚输出低电平，固态继电器处于关断状态，灯泡不被点亮。 各部分电路工作原理及参数选择 声控电路 该电路结构如右下图所示，主要由驻极体话筒连接电路及放大电路组成。 话筒将声音信号转换为电信号，但话筒传输的电信号及其微弱，输出阻抗极高。 因此不能直接接放大电路，我们在这里用 R1,C1 组成话筒的连接电路，实现阻抗的变换及放大电路的输入变换，使得放大电路是对信号的电压进行放大。 当没有声音时，放大电路无输入信号，三极管处于静态工作状态。 此时声控电路的输出为高电平 ，经 74LS00 的 2 脚反相后 3 脚输出为低电平，即 74LS00 的 12 脚为低电平。 此时即使是夜晚状态，单稳态触发器也不会被触发，继电器任工作于关断状态，灯泡也不会亮。 每个声音信号转换来的电压信号，我们将其看作无数个正弦信号，有正负半周之分。 声音信号到来，三极管处于放大状态。 当信号处于正半周时，放大后的电压与静态工作状态下的电压相叠加，电路任输出为高电平；当信号处于负半周时，放大后的电压与静态工作下的电压叠加后呈低电平，经 74LS00 的 2 脚反相后 3 脚输出高电平。 如此时为夜晚状态， 74LS00 的 13 脚也为高 电平， 74LS00 的 11 脚输出为低电平触发单稳态触发器，继电器被导通，灯泡被电亮。 我们选择的驻极体话筒工作电压为 5V， 测得话筒工作时的电阻为 20K，电源电压为10V，故 R1 选择阻值为 20K 的电阻。 为达到信号向正弦电压的转换，选择 的无极性图 3 声控电路 B W 1R120KR 2aR333kC1Q190 1 3GNDGNDR 2bV C COUT孟凡华 路灯控制器设计 4 电容。 转换来的电压很微弱，为使电路输出变化明显，我们将三极管的放大倍数设置为 9013三极管的最大值 144 倍。 并为得到较大的灵敏度，我们选择的基极电阻及集电极电阻分别为 兆、 33K 欧姆。 光控电路 该电路结构如右图示，由光敏电阻 GR,电阻 R R1 以及三极管 Q1 组成。 白天或光照强时， GR 的电阻很小， Q1 的基极呈现高电位， Q1 导通。 光控电路输出为低电平，即与其相连接的 74LS00 的 13 脚输入为低电平。 此时即使有声音，固态继电器也不会被导通，灯泡不亮。 夜晚或光线较暗时， GR的电阻达到１兆左右， Q1 基极电位低， Q1 截止。 此时，电路的输出为高电平，与其相连接的 74LS00 的 13 脚呈高电平。 如此时遇到声音触发， 74LS00 的 12 脚呈高电平， 11 脚输出低电平触发单稳态触发器。 单稳态触发器输出高电平，固态继电器迅速被激发导通，灯泡被点亮。 我们测得 GR 的亮电阻为 20K，暗电阻为 1 兆。 欲使 Q1 导通， Q1 基极电压需达到。 通过分压公式，计算得 R4取 欧姆合适。 为保证夜晚时三极管截止时，光控电路的输出为高电平，我们在回路中接上阻值为 10K 的上拉电阻 R2。 稳压电路 该稳压电路部分由一个三端集成稳压器及电容 C4构成。 电路结构如右下图示。 因为 74LS00 集成块正常工作时需要的工作电压为 5V，而 1 脚处的输入电压约为10V，所以在设计中选择了此稳压管稳压，使 3 脚输出约 5V 的电压供给 74LS00 集成块，使其正常工作。 为得到更加稳定的电压，输出端并联一个 滤波电容 C4,其值为 10uF。 图 4 光控电路 G R 1 R210KR4Q2901 3VC COUT图 5 稳压电路 V i n1GND2V out 3U1W 7805GNDC410uI N 10V O U T 5 V辽宁工程技术大学电子技术课程设计 5 延时、触发电路 该延时电路是由 555 定时器组成的单稳态触发器，它具有一个稳态和一个暂稳态。 其电路结构如下图示： 在我们的设计电路中，该延时、触发电路如右。