毕业设计论文-路灯节电控制器设计与实现

毕业设计论文-路灯节电控制器设计与实现内容摘要：

当 Tx 时间结束时， Vo 下跳回低电平，同时启动封锁时间定时器而进入封锁周期 Ti。 在 Ti 时间内，任何 V2 的变化都不能使 Vo 跳变为有效状态（高电平），可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。 图 不可重复触发方式时序图 可重复触发工作模式 如图 所示 ， 可重复触发工作方式下的波 形在 Vc=“0”、 A=“0”期间，信号 Vs 不能触发 Vo 为有效状态。 在 Vc=“1”、 A=“1”时， Vs可重复触发 Vo 为有效状态，并可促使 Vo 在 Tx 周期内一直保持有效状态。 在 Tx 时间内，只要 Vs 发生上跳变，则 Vo 将从 Vs 上跳变时刻起继续延长一个 Tx 周期；若 Vs 保持为 “1”状态，则 Vo 一直保持有效状态；若 Vs 保持为 “0”状态，则在 Tx 周期结束后 Vo 恢复为无效状态，并且，同样在封锁时间 Ti 时间内，任何 Vs 的变化都不能触发 Vo 为有效状态。 图 可重复触发方式时序图 各部分单元模块的详细功能 信号采集与传送的具体实现方式 图 信号采集传感方式图 如图 所示，此探头采用 D、 S、 G 三脚式传感器， D 端是电源正端，直接与正 5V 相连， S 端是信号输出端，直接与芯片 PIN14（ 第一级运算放大器的同相输入端 ）相连， G 是电源负端，直接与地相连。 此红外探头可以抑制 1V 的抖动干扰， 采用双灵敏元互补方法抑制温 度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。 热源感应和聚集 的原理 及 应用 菲涅尔镜片 [5]是红外线探头的 “眼镜 ”，它就象人的眼镜一样，配用得当与否直接影响到使用的 功效，配用不当将产生误动作和漏动作，配用得当充分发挥人体感应的作用，使其应用领域不断扩大。 菲涅尔镜片是根据法国光物理学家 FRESNEL发明的原理采用电镀模具工艺和 PE（聚乙烯）材料压制而成。 镜片（ 厚）表面刻录了一圈圈由小到大，向外由浅至深的同心圆，从剖面看似锯齿。 圆环线多而密感应角度大，焦距远；圆环线刻录的深感应距离远，焦距近。 红外光线越是靠进同心环则光线越集中而且越强。 同一行的数个同心环组成一个垂直感应区，同心环之间组成一个水平感应段。 垂直感应区越多垂直感应角度越大；镜片越长感应段越多水平感应 角度就越大。 区段数量多被感应人体移动幅度就小，区段数量少被感应人体移动幅度就要大。 不同区的同心圆之间相互交错，减少区段之间的盲区。 区与区之间，段与段之间，区段之间形成盲区。 由于镜片受到红外探头视场角度的制约，垂直和水平感应角度有限，镜片面积也有限。 镜片从外观分类为：长形、方形、圆形，从功能分类为：单区多段、双区多段、多区多段。 该传感器采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。 红外探测器的原理 热释红外探头 RE200B [8]采用热释电材料极化随温度变化的特性 探测红外辐射，采用双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工作稳定性。 感光强度的具体实现与可调 图 感光强度可调电路 如图 所示， CDS 为光敏电阻，用来检测环境光照强度。 当作为照明控制，若环境较明亮， CDS 的电阻值会降低，使 9 脚的输入保持为低电平， 通过芯片的与门控制， 从而封锁触发信号 Vs。 当外界光强度较弱时候，光敏电阻阻值变化不大，从而不会拉底 9 脚的电平。 这样，通过光敏电阻的控制，出现了对信号的初级控制。 延时时间及定时的具体实现和可调 如图 所示， 通过调节 PIN4 与 C9 之间的滑动电阻 VR1，实现延时时间 Tx（即从最后一次触发到灯暗的间）的调节。 通过改变 PIN5与 PIN6 之间的电阻 R6 的阻值，可改变封锁时间（即相临两次触发感应的时间 )定时器 Ti 的调节。 请参考图。 图 调时电路 从第一级放大到第二级放大藕合的实现 如图 所示， 此处 R9， R10 均选 470 欧， C5 为第一级放大器与第二级放大器之间的耦合电容。 C5 电容值为 10u。 适当调节 R9 与C4 的数值，可以调整放大器的放大倍数。 请参考图。 图 放大耦合电路 芯片供电部分以及可控硅与负载耦合的实现 图 芯片供电电路 R1 和 C1 的组合电路起到降压的作用， D5 和 D6 起到保护作用，防止稳压芯片被 220V 电压击穿。 DZ1 的初步稳压和 78L05 的精确稳 压， C2 和 C3 为滤波电容，为控制电路提供 5V 电源。 使用简便，科学，合理。 体积小简易，容易实现。 图 可控硅与负载耦合电路 利用单向可控硅以及二极管的组合电路，达到无间断的控制负载的开启和关闭。 当 Q1 导通时 ,可控硅也导通，若正半波经过零线 A点，则电流由 D1 流至 D4 形成回路，负载工作；若负半波流经零线时，则电流由 D4 流经可控硅再由 D2 形成回路，负载亦工作；若 Q1截止，则可控硅截止，负载的交流无论如何也不能形成回路，此时即相当于开光断开。 简言之，可控硅起到 220V 高压和控制部分的隔离，利用小信号对大电流进行控制。 R3 和 C11 组合电路与 R1 和 C1 作用相似，起到初步 隔离 LM78LO5 与 220V 大电压，起到保护作用。 4. 硬件的制作与调试与试验 硬件 PCB 的绘制 制作流程如下： ① ．选购元件，列出元件清单，对选购的元件进行初步测试，挑出损坏元件，确保元件的可靠性。 ② ．对元件的参数及特征进行了解。 如各元件各个管脚的作用以及接法。 各个管脚的可承受电压电流。 ③ ．绘制原理图以及 PCB 图，利用 protel99se 绘图工具将原理图进行编辑，封装，导入 PCB，按照元件特性及整体使用规范进行布局。 如：将两个可调电阻放于 PCB 板的边缘，以便使用者调节，将负载输入输出端放于 PCB 板的另一端，因为考虑到此电路的负载是高电压大电流负载，通电使用后很可能有触电危险，如此安装便有利于与电路控制部分分离，能尽量避免触电危险；将光敏电阻和热释红外探测器放置在 PCB 版的中央，且反向安装，能方便光、热双控，此两探测元件独立安装于 PCB 板的另一面，有利于配合菲涅尔透镜的聚光聚热。 ④ ．钻孔、对照原理图安装焊接硬件。 根据不同元件的引脚大小，用不同钻孔针进行钻孔，如二极管 D1 到 D6 以及可控硅采用 1cm 钻针，电阻、电容、三极管、 DIP16 芯片，稳压二极管等采用 钻针进行钻孔。 插件时对照 PCB 及 原理图仔细查看，注重电极性。 焊接时，烙铁温度应控制在 350 摄氏度左右，与管脚接触时间大约在3S 以内。 以免高温将元件烫坏，特别是光敏电阻。 并且注意焊锡的溶化程度，以及与烙铁的紧密接触，以免出现空焊不良。 ⑤ ．管脚参数测试。 测试电源供电部分即芯片的高电平端电压约为 5V，若不为 5V 将导致芯片不正常工作，应立即关断电源，检查原因。 测试芯片 2 脚最大输出电流（当输入电压为 5V 时）为 10 毫安。 硬件调试与实验 CDS 为光敏。