觸摸式延遲照明燈

1、題目_觸摸式延遲照明燈_班級(jí)_09計(jì)科二班_學(xué)號(hào)_ _姓名_ _指導(dǎo)_萬(wàn)軍老師_時(shí)間_2011.11.10-2011.11.17_景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書班級(jí)： 09計(jì)科二班 姓名： 指導(dǎo)教師： 萬(wàn)軍老師2011年11月15日設(shè)計(jì)題目：觸摸式延遲照明燈設(shè)計(jì)任務(wù)與要求查找一個(gè)感興趣的電工電子技術(shù)應(yīng)用電路，要求電子元件超過(guò)3050個(gè)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、 分析電路由幾個(gè)部分組成，并用方框圖對(duì)它進(jìn)行整體描述；2、 對(duì)電路的每個(gè)部分分別進(jìn)行單獨(dú)說(shuō)明，畫出對(duì)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(jiǎn)單的電路

2、圖繪圖軟件繪出整體電路圖，在電路圖中加上自己的班級(jí)名稱、學(xué)號(hào)、姓名等信息；4、 對(duì)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(kāi)始撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書；2、 先給出總體方案并對(duì)工作原理進(jìn)行大致的說(shuō)明；3、 依次對(duì)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(shuō)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(shuō)明；6、列出設(shè)計(jì)中所涉及的所有參考文獻(xiàn)資料。設(shè)計(jì)說(shuō)明書字?jǐn)?shù)不得少于3000字。參考資料1閻石等.數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)第五版，北京：高等教育出版社，2006.52羅懷平;王可健;黃雯青;孔軍;朱鴻斌;

3、楊國(guó)賢;奚風(fēng)俊;朱新杰;金峰. GB16915.1C4-2003家用和類似用途電子開(kāi)關(guān)、遙控開(kāi)關(guān)、延時(shí)開(kāi)關(guān)系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) Z. 國(guó)家科技成果.3曾仲慶. 省電延時(shí)開(kāi)關(guān) J. 電子制作, 1996.054丁紅星,戴麗莉. 觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)及其改進(jìn) J. 連云港教育學(xué)院學(xué)報(bào), 2000.035薛立峰;. 手觸式延時(shí)開(kāi)關(guān) J. 電子制作, 1997.04目錄1、 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12、 總體方案與原理說(shuō)明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . .23、 555時(shí)基電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . .34、 晶閘管開(kāi)關(guān)電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45、 觸摸電路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56、 總體電路原理相關(guān)說(shuō)明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . . 67、 總體電路原理圖. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78、 元件清單；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89、 參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .910、 設(shè)計(jì)心得體會(huì).

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10引言當(dāng)今社會(huì)人們更加注重節(jié)能環(huán)保，照明這一領(lǐng)域也發(fā)生了很大的變化，從傳統(tǒng)的白熾燈具向LED照明燈發(fā)展，照明開(kāi)關(guān)電子化進(jìn)程也從公共照明的節(jié)電控制開(kāi)始。用普通開(kāi)關(guān)去控制樓道里的照明燈常常會(huì)出現(xiàn)“長(zhǎng)明燈”現(xiàn)象，這樣會(huì)造成資源的浪費(fèi)。適宜于門廳、樓梯和樓道中使用的觸摸式、感應(yīng)式、紅外線式和聲光控式延時(shí)自熄開(kāi)關(guān)，使公共照明基本實(shí)現(xiàn)了“人來(lái)燈亮、人離燈熄”的自動(dòng)控制，明顯改善了樓房的公共照明效果，還能大幅度節(jié)省公共照明用電，照明燈的實(shí)際使用壽命也明顯延長(zhǎng)。用手

7、一摸延時(shí)觸摸燈的觸摸片電燈亮10秒后自動(dòng)熄滅，既節(jié)電又十分方便.使用這種開(kāi)關(guān)可節(jié)電80,延長(zhǎng)燈泡壽命5倍以上,開(kāi)關(guān)本身使用壽命可達(dá)10萬(wàn)次以上。這類開(kāi)關(guān)是受到歡迎和推廣的。與公共照明開(kāi)關(guān)相比，室內(nèi)用電子式開(kāi)關(guān)的技術(shù)難度較大。研制確有實(shí)用價(jià)值的電子式室內(nèi)照明開(kāi)關(guān)市場(chǎng)潛力可能更大。基于555定時(shí)器的延時(shí)開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)可以很方便的解決觸摸式延遲照明燈電路的設(shè)計(jì)?？赡苡腥藭?huì)覺(jué)得一盞小小的電燈沒(méi)有什么特別之處，但自從幾百年前愛(ài)迪生發(fā)明電燈以來(lái)，電燈就在不斷的發(fā)展，在現(xiàn)代電子技術(shù)工作者，給電燈賦予了各種各樣的功能，使其演變成了自動(dòng)化和智能化，更好地方便人們的生活。觸摸式開(kāi)關(guān)被廣泛應(yīng)用到各科關(guān)并場(chǎng)合中，如常見(jiàn)的電

8、燈中。其有著無(wú)機(jī)械噪音，無(wú)機(jī)械磨損的優(yōu)點(diǎn)。1、 總體方案與原理說(shuō)明延時(shí)開(kāi)關(guān)可以單獨(dú)由分立元件實(shí)現(xiàn)，在本設(shè)計(jì)中我選擇555定時(shí)器來(lái)制作多點(diǎn)控制觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)電路，由555時(shí)基電路、電源電路、晶閘管開(kāi)關(guān)電路及觸摸電路等幾部分組成。本開(kāi)關(guān)觸摸電路由晶體管VT放大電路完成，用它來(lái)取代觸摸式照明燈延遲開(kāi)關(guān)（1）中的二極管VT2，電路的其他部分均一樣。555時(shí)基電路A也接成單穩(wěn)態(tài)工作模式，平時(shí)555處于穩(wěn)定態(tài)，其3腳輸出低電平，VTH截止，燈EL不亮。當(dāng)有人觸摸電極片M時(shí)，經(jīng)人體泄漏的50Hz工頻信號(hào)由高阻電阻器R5注入晶體管VT的基極，經(jīng)VT放大，信號(hào)的負(fù)半周足以使VT導(dǎo)通，555時(shí)基電路2腳即獲得低電平

9、觸發(fā)信號(hào)，電路翻轉(zhuǎn)進(jìn)入暫態(tài)，3腳輸出高電平，經(jīng)R2加到VTH的控制極，使VTH開(kāi)通，EL點(diǎn)亮發(fā)光。約經(jīng)t=.1R3C3，暫態(tài)結(jié)束，555時(shí)基電路翻回穩(wěn)態(tài)，3腳恢復(fù)低電平，VTH因失去觸發(fā)電流當(dāng)交流電過(guò)零時(shí)即關(guān)斷，照明燈EL熄滅。附：此開(kāi)關(guān)可以應(yīng)用在走廊、樓道、衛(wèi)生間、地下室等地。當(dāng)然為滿足不同的需要可以對(duì)此開(kāi)關(guān)做相應(yīng)的改進(jìn)。比如在一些特殊場(chǎng)所，不同的時(shí)間可能需要性能的開(kāi)關(guān)。這時(shí)候可以在原開(kāi)關(guān)上加一個(gè)附加控制裝置，使其實(shí)現(xiàn)性能的隨時(shí)轉(zhuǎn)換。在實(shí)際應(yīng)用中需要注意的是，此開(kāi)關(guān)最好是負(fù)載10至100W的白熾燈，且不能接電感性負(fù)載，否則電路中電流過(guò)大可能會(huì)損壞晶閘管。由于對(duì)電子電路計(jì)算的方法不大熟悉,圖中

10、各元件的數(shù)值都采用估計(jì)的方法,可能會(huì)存在一些問(wèn)題。2、555時(shí)基電路： 555時(shí)基電路A也接成單穩(wěn)態(tài)工作模式，平時(shí)555處于穩(wěn)定態(tài)，其3腳輸出低電平，VTH截止，燈EL不亮。電路如圖1所示。圖1.555時(shí)基電路3、晶閘管開(kāi)關(guān)電路：當(dāng)有人觸摸電極片M時(shí)，經(jīng)人體泄漏的50Hz工頻信號(hào)由高阻電阻器R5注入晶體管VT的基極，經(jīng)VT放大，信號(hào)的負(fù)半周足以使VT導(dǎo)通，555時(shí)基電路2腳即獲得低電平觸發(fā)信號(hào)，電路翻轉(zhuǎn)進(jìn)入暫態(tài)，3腳輸出高電平，經(jīng)R2加到VTH的控制極，使VTH開(kāi)通，EL點(diǎn)亮發(fā)光。約經(jīng)t=.1R3C3，暫態(tài)結(jié)束，555時(shí)基電路翻回穩(wěn)態(tài)，3腳恢復(fù)低電平，VTH因失去觸發(fā)電流當(dāng)交流電過(guò)零時(shí)即關(guān)斷，

11、照明燈EL熄滅。 晶閘管開(kāi)關(guān)電路如圖2圖2.晶閘管開(kāi)關(guān)電路4、觸摸電路：利用人體的導(dǎo)電性質(zhì)，通過(guò)金屬片把人體感應(yīng)電壓輸入電子電路中，再經(jīng)過(guò)放大元件放大，而作用于電路。觸摸電路如圖3所示。圖3.觸摸電路5、總體電路原理相關(guān)說(shuō)明利用人體的感應(yīng)電壓觸發(fā)的,因?yàn)樵谖覀兊沫h(huán)境里我很多的電磁波,都會(huì)使人體產(chǎn)生感應(yīng)電壓,就是這個(gè)原理. 因?yàn)橛辛烁袘?yīng)電壓才能觸發(fā)觸摸開(kāi)關(guān)的輸入三級(jí)管(一般是高輸入阻抗的COMS管)使它導(dǎo)通,從而控制電路開(kāi)關(guān).手指比較干燥，或者接觸面積較小，都無(wú)法形成的足夠的出發(fā)電流。在電路里面有時(shí)間繼電器吧，延時(shí)就是靠他來(lái)完成的當(dāng)加上或除去輸入信號(hào)時(shí)，輸出部分需延時(shí)或限時(shí)到規(guī)定的時(shí)間才閉合或斷

12、開(kāi)其被控線路的繼電器就是時(shí)間繼電器。 當(dāng)線圈加上信號(hào)后，通過(guò)減緩電磁鐵的磁場(chǎng)變化而后的延時(shí)的時(shí)間繼電器叫電磁時(shí)間繼電器； 由分立元件組成的電子延時(shí)線路所構(gòu)成的時(shí)間繼電器，或由固體延時(shí)線路構(gòu)成的時(shí)間繼電器叫電子時(shí)間繼電器； 由電子或固體延時(shí)線路和電磁繼電器組合構(gòu)成的時(shí)間繼電器叫混合式時(shí)間繼電器。它們的作用原理都相同，就是在時(shí)間繼電器線圈上加入或斷開(kāi)電源，經(jīng)過(guò)你給定的時(shí)間后而動(dòng)作，來(lái)控制主線路的接通與斷開(kāi)。6、總體電路原理圖多點(diǎn)控制走廊延時(shí)開(kāi)關(guān)電路原理圖如圖4所示。圖4.觸摸式延遲照明燈電路原理圖7、元件清單 VTH應(yīng)采用觸發(fā)電流較小的1A、400600V小型塑封雙向晶閘管，如MAC94A4、MA

13、C97A6型等。 VT選用9013型等硅NPN小功率晶體管，要求150。 VD選用IN4001IN4007型等硅整流二極管，VD2選用IN4148型硅開(kāi)關(guān)二極管。 VS最好選用12V、1W穩(wěn)壓二極管，如UZP-12B、IN4742型等。 R1R4均可用普通1/8W碳膜電阻器；R5為觸摸時(shí)安全隔離電阻，最好采用1/4W金屬膜高阻值電阻器，以確保使用者的安全。 C1用耐壓400600V的聚丙烯電容器，如CBB-400V、CBB-600V型等；C2、C3用耐壓16V的鋁電解電容器；C4為普通瓷介電容器。 M可用面積為15mm15mm左右的鍍錫鐵皮，用環(huán)氧樹脂膠將其粘貼在86系列開(kāi)關(guān)盒的塑料蓋板上，在

14、背面引出導(dǎo)線接電阻R。 EL為普通白織燈泡，功率以不超過(guò)100W為宜。參考文獻(xiàn)1閻石等.數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)第五版，北京：高等教育出版社，2006.52羅懷平;王可健;黃雯青;孔軍;朱鴻斌;楊國(guó)賢;奚風(fēng)俊;朱新杰;金峰. GB16915.1C4-2003家用和類似用途電子開(kāi)關(guān)、遙控開(kāi)關(guān)、延時(shí)開(kāi)關(guān)系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) Z. 國(guó)家科技成果.3曾仲慶. 省電延時(shí)開(kāi)關(guān) J. 電子制作, 1996.054丁紅星,戴麗莉. 觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)及其改進(jìn) J. 連云港教育學(xué)院學(xué)報(bào), 2000.035薛立峰;. 手觸式延時(shí)開(kāi)關(guān) J. 電子制作, 1997.04設(shè)計(jì)心得體會(huì)通過(guò)這次通過(guò)樓道開(kāi)關(guān)的制作，給我最大的體會(huì)是對(duì)一個(gè)程序整體

15、的把握和控制，只有將子程序有效的結(jié)合起來(lái)，才能完成設(shè)計(jì)的目的。另外，在程序的調(diào)試過(guò)程中，我也遇到了很多意想不到的困難，在老師的幫助和自己的不懈努力下，我對(duì)偉福這款仿真軟件有了更深的認(rèn)識(shí)，將困難一一克服，使程序編譯成功，仿真實(shí)現(xiàn)。同時(shí)通過(guò)這十幾天的課程設(shè)計(jì)，使我們重新學(xué)習(xí)了模電和數(shù)電知識(shí)，學(xué)會(huì)了將理論與實(shí)踐結(jié)合了起來(lái)。感覺(jué)到知道的搜集和綜合的必要性。除此之外，還特別學(xué)會(huì)了pretel畫圖軟件。當(dāng)然僅僅通過(guò)這幾天的學(xué)習(xí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，現(xiàn)在學(xué)的只是個(gè)入門，但我對(duì)它已經(jīng)有了濃厚的興趣，可以肯定的是今后我會(huì)進(jìn)一步深入去學(xué)習(xí)它，達(dá)到應(yīng)用實(shí)踐的目的。觸摸式延時(shí)照明燈（二）類別：顯示與光電本例介紹的觸摸式延時(shí)照

16、明燈（二）是采用一塊555時(shí)基集成電路控制，電路簡(jiǎn)單、性能可靠。用它改造家庭現(xiàn)有的臺(tái)燈，可使臺(tái)燈具有觸摸自熄功能。使用時(shí)，只要用手摸一下臺(tái)燈上的金屬裝飾件，臺(tái)燈就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，幾分鐘后，它又自動(dòng)熄滅，對(duì)夜間就寢提供了不少方便。 工作原理 觸摸式延時(shí)照明燈（二）的電路如圖所示，圖中點(diǎn)劃線左部為臺(tái)燈原有的電路，虛線右部是新加的觸摸延遲電路。當(dāng)合上臺(tái)燈開(kāi)關(guān)SA燈EL亮，新加的觸摸延遲電路不起作用；當(dāng)打開(kāi)開(kāi)關(guān)SA，臺(tái)燈EL滅，此時(shí)臺(tái)燈就具備了觸摸自熄功能。其工作原理為時(shí)基集成塊IC接成典型的單穩(wěn)態(tài)電路，其暫態(tài)時(shí)間由R1、C3決定。VD、VS、C1、C2組成電容降壓整流穩(wěn)壓電路，在接通220V交流電壓時(shí)，

17、C2兩端可輸出12V左右的直流電壓，供給時(shí)基電路IC用電。IC穩(wěn)態(tài)時(shí)，其3腳輸出低電平，雙向晶閘管VS因無(wú)觸發(fā)電壓而處于關(guān)斷態(tài)，臺(tái)燈EL.不亮。當(dāng)人手觸碰電極片M時(shí)，人體感應(yīng)的雜波信號(hào)經(jīng)電阻R2注人IC時(shí)基電路IC翻轉(zhuǎn)進(jìn)入暫態(tài)，3腳突變?yōu)楦唠娖?，EL便發(fā)光。暫態(tài)時(shí)間一過(guò)，時(shí)基電路翻回穩(wěn)態(tài)，的低電平觸發(fā)端2腳，其信號(hào)負(fù)半周能觸發(fā)經(jīng)R3加到VS的控制極，使VS開(kāi)通，臺(tái)燈3腳恢復(fù)低電平，VS因失去觸發(fā)電流當(dāng)交流電過(guò)零時(shí)即關(guān)斷，臺(tái)燈熄滅。 時(shí)基電路IC的暫態(tài)時(shí)間即臺(tái)燈EL的發(fā)光時(shí)間由電阻R1與電容C3的時(shí)間常數(shù)決定，即t=1.1R,C3o由于市售電解電容器的容量誤差大多數(shù)為正誤差，所以實(shí)際延遲時(shí)間要比

18、上述計(jì)算值要大一些。本電路經(jīng)實(shí)測(cè)，每觸摸一次，臺(tái)燈發(fā)光時(shí)間為150s左右。 元器件選擇IC采用NE555、SL555及A555等時(shí)基集成電路。 VS選用觸發(fā)電流較小的小型塑封雙向晶閘管,如MAC94A4型等。VD2選用12V、0.5W型等；VDl為1 N4004型硅整流二極管。 R3可用普通RTX一1/8W型碳膜電阻器。C3選用CDl l一16V型電解電容器。描述：本電路安裝在家里的臺(tái)燈上具有觸摸自熄滅的功能，在過(guò)道或家里的臥室中，只要用手 摸下臺(tái)燈上的金屬裝飾，臺(tái)燈就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，幾分鐘后，它自動(dòng)熄滅，對(duì)夜間照明提供了方 便。一、電路工作原理電路原理如圖所示。觸摸式延時(shí)照明燈電路圖在閉合SA 時(shí)，臺(tái)燈點(diǎn)亮，不受延時(shí)控制電路的控制。當(dāng)斷開(kāi)SA 時(shí)，如果觸摸到電極 片M 時(shí)，通過(guò)R2 將使得IC NE555 集成電路的2 腳的低電平觸發(fā)端，3 腳翻轉(zhuǎn)為高電平， 觸發(fā)VS 導(dǎo)通，臺(tái)燈被點(diǎn)亮。此時(shí)，C3 開(kāi)始充電，當(dāng)充電結(jié)束后，6 腳變?yōu)楦唠娖剑? 腳翻 轉(zhuǎn)為低電平，VS 由于失去觸發(fā)電流而處于截至狀態(tài)，臺(tái)燈熄滅。 220V 的交流電壓經(jīng)過(guò)C1、V