觸摸延時開關(guān)設(shè)計

1、實用文檔觸摸延時開關(guān)設(shè)計2014 年 5 月 21 日實用文檔設(shè)計介紹樓道觸摸延時開關(guān)是一種簡單、安全、新型的電子節(jié)能開 關(guān)?？蓮V范應(yīng)用于多層住宅和辦公樓室外的走廊、門廳、樓梯 間、電梯間、過道等公共場所，也可以在家庭安裝。本次設(shè)計 利用模擬電路與數(shù)字電路，以直流穩(wěn)壓電源電路、 NE555單穩(wěn) 態(tài)電路、和繼電器控制電路為核心設(shè)計觸摸延時開關(guān)。需要開 燈時，手指觸摸開關(guān)感應(yīng)區(qū)，電燈自動點亮，延時約一分鐘， 電燈自動熄滅。設(shè)計表明這種開關(guān)制作簡單，安全節(jié)能。二、設(shè)計原理設(shè)計電路如下：實用文檔三、單元電路設(shè)計及相關(guān)參數(shù)計算1、照明燈電路：照明電路采用 100V交流輸出，將功率為 100W的燈泡之串聯(lián)

2、2、電源電路實用文檔電源電路如下：電子系統(tǒng)的正常運行離不開穩(wěn)定的電源，多數(shù)電路的直流 電源是由電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換來的。常用小功率直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)由 電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路四部分組成如上圖所 示整流電路。本設(shè)計采用 12V電壓為電路供電，為得到 12V 直流電源， 將 220V頻率為 50Hz的交流電輸入變壓器(變比為 11:1 )，經(jīng)過整 流橋整流得到直流電，通過電阻 R1限流及穩(wěn)壓二極管將輸出電壓維 持在 12V，為其他電路提供穩(wěn)定的工作電壓。變壓器副邊輸出電壓 脈沖系數(shù)大故應(yīng)將直流電通過電容濾波。理想情況下交流分量可通 過電容 C3全部濾除，使輸出電壓僅為直流電壓，一般取

3、RC(3- 5)T/2 其中 T 為電源交流電壓的周期。要得到穩(wěn)定的直流電濾波后 通過電阻 R4 限流再經(jīng)穩(wěn)壓二極管 1N963，使輸出電壓穩(wěn)定為 12V。 穩(wěn)壓二極管參數(shù)如下表所示實用文檔參數(shù)計算：取變壓器變比為 11：1 進(jìn)行計算 變壓器副邊電壓U2=220/11=22V 交流電通入整流電路，經(jīng)過全波整流的電壓平均值U0 0.9U2 19.8V因穩(wěn)壓二極管最大工作電流為 40mA,計算電阻 R4 ： I U 0 / R4 40mA得 R4 495，取 R4 =5503、延時電路實用文檔NE555外形如上圖所示1 腳 GND接, 地腳2 腳 TL, 低電平觸發(fā)端3 腳 Q, 電路的輸出端4

4、腳 /RD, 復(fù)位端，低電平有效5 腳 V_C,電壓控制端6 腳 TH, 閾值輸入端7 腳 DIS，放電端8 腳 VCC,電源電壓端，其電壓范圍為： 3 18V電路原理：觸摸延時開關(guān)電路主要由時基芯片 NE555組成的定 時電路，在這里接成單穩(wěn)態(tài)電路。平時由于觸摸端無感應(yīng)電壓，電 容 1C通過 555第 7腳放電完畢，第 3腳輸出為低電平，繼電器 K1 釋放，電燈不亮。當(dāng)需要開燈時，用手觸碰一下觸摸端，觸發(fā)信號電壓由 C1 加至 555 的觸發(fā)端，使 555的輸出由低變成高電平，繼電器 K1吸合，電 燈點亮。同時， 555第 7腳內(nèi)部截止，電源便通過 R2給C1充電，這 就是定時的開始。當(dāng)電容

5、 C1上電壓上升至電源電壓的 2/3 時， 555第 7腳導(dǎo)通使 C1放電，使第 3 腳輸出由高電平變回到低電平，繼電器釋放，電燈 熄滅，定時結(jié)束。定時長短由 R2和 C1決定：T=1.111RC根據(jù)設(shè)計需要延時一分鐘 T=60S，取 C1=100F由上述可得1.1 0.00001R260 550K實用文檔4、控制電路控制電路如下：控制電路主要由繼電器與二極管組成，通過繼電器的通斷來控 制燈泡的亮與熄滅。電路中，繼電器線圈兩端反相并聯(lián)了一只二極 管，它是用于保護(hù)集成塊的，不可省去，否則在繼電器由吸合狀態(tài) 轉(zhuǎn)為釋放時，由于電感的作用線圈上將產(chǎn)生較高的反電動勢，極容 易導(dǎo)致集成塊擊穿。并聯(lián)了二極管

6、后，在繼電器由吸合變?yōu)獒尫诺?瞬間，線圈將通過二極管形成短時間的續(xù)流回路，使線圈中的電流 不致突變，從而避免了線圈中反電動勢的產(chǎn)生，確保了集成塊的安 全。工作原理：當(dāng) NE555三腳輸出高電平時，繼電器的線圈中會流 過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用 下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點 （常開觸點）吸合，電燈亮。當(dāng) NE555三腳輸出低電平時，繼電器中線圈斷電，電磁的吸力 也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸 點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放，此時電燈熄滅。這樣吸合、 釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。實用文檔控制

7、電路參數(shù)要求：繼電器由 NE555三腳輸入電壓決定，由于 NE55的供電電源是 12V，所以 3 腳輸出電壓略等于 12V ?？梢赃x 用額定電壓 12V 的繼電器，二極管選用普通二極管四、電路仿真 直流電源輸出如下：當(dāng)開關(guān)被觸摸后，電路如下：即燈泡變亮，經(jīng)過計時，燈泡亮的時間約為 1min，實現(xiàn)了電路要求。五、總結(jié)通過本次對樓道觸摸延時開關(guān)的設(shè)計，使我學(xué)習(xí)到了許多的 新知識。對于樓道觸摸延時開關(guān)的設(shè)計，主要部分包括直流穩(wěn)壓電 源經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓為 NE555提供工作電壓；完成由 NE555定 時器組成的單穩(wěn)態(tài)電路實現(xiàn)對觸摸開關(guān)的延時；由繼電器組成的控 制電路通過繼電器的通、斷來實現(xiàn)對白熾燈的控制。實用文檔在此次設(shè)計中，我們通過網(wǎng)絡(luò)和參考書籍得到了我們所需要 的元件及其參