路燈自動控制電路

1、路燈自動控制電路路燈是校園的一道風景，也是校園照明不可缺少的設施。目前很多的學校還要采用人工控制方式來 控制路燈的開關，因為控制人員和控制開關一般處于室內(nèi)，所以就難免岀現(xiàn)了路燈早開、晚開、早關、晚 關等一系列問題。這不僅僅影響了全校師生的工作活動，同時也會造成電能浪費。為了能在適當?shù)臅r候打 開路燈為師生服務同時使控制智能化更安全化，應使用自動控制裝置。本設計采用光敏電阻和通用集成運放LM324作為光照強度傳感器，當光照強度變化的時候光敏電阻的阻值也跟著變化，從而使LM324的輸入電壓變化，當變化到一定值的時候LM324的輸出會產(chǎn)生突變，利用LM324的輸岀去控制繼電器， 從而達到控制路燈的目的

2、。然后利用數(shù)電集成電路制作一個時鐘電路，時鐘定時電路可以控制半夜燈，即是凌晨時候只點亮 50%的路燈，而且路燈功耗降低到原來的70%時鐘定時電路同時還具有控制路燈系統(tǒng)的功能，這樣就有了故障保護，保證了夜間照明。本設計還具有路燈工作時間計時功能、定時時間可調(diào)等功能，是多功能路燈自動控制電路，能滿足 校園照明等需要。電源部分整流濾波各種電子電路都要求用穩(wěn)定的直流電源供電，由整流濾波電路可輸岀較為平滑的直流電壓。整流部分采用橋式整流，使用1N4001硅整流二極管。其最高反向工作電壓（峰值）為50V，最大整流電流為1A，正向壓降小于等于 IV，反向電流小于5uA。因此整流二極管1N4001能滿足電路的

3、需要。輸出電壓范圍（V ）最大輸入電 壓（V）最大輸出 電流（A）V0（溫度變化引 起）（mV/C）器件壓降（Vi-V0）（V）輸出電阻MQ5.756.25351.5±0.7(l0=500mA)22.5(I0=IA)17本設計采用甘大部分 CMOS寒成CD4000系列集成塊，它們的供電電壓允許在+3+18V范圍內(nèi)，還有整直流穩(wěn)壓表1 7806 三端穩(wěn)壓器的參數(shù) （Ci=0.33卩F,C。=0.1卩F, Ta=25 °C ）本設計采用3300UF有極性電容進行信號濾波。個電路運行所需要的最大電流是500mA最大輸岀電阻遠小于 17mQ。參考表1數(shù)據(jù)，電源選擇 6V,由集成三端

4、穩(wěn)壓器7806穩(wěn)壓所得。集成三端穩(wěn)壓器 7806是一種串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，內(nèi)部設有過熱、過流和過壓保護電路。將整流濾波 后的不穩(wěn)定的直流電壓接到集成三端穩(wěn)壓器輸入端,經(jīng)三端穩(wěn)壓器后在輸岀端得到6V左右穩(wěn)定的直流電壓。為了保證穩(wěn)壓性能，使用三端穩(wěn)壓器時，輸入電壓與輸岀電壓相差至少2V以上，但也不能太大，太大則會增大器件本身的功耗以至于損壞器件。本設計的輸入電壓采用交流9V。在輸入與公共端之間、輸岀端與公共端之間分別接了 0.1卩F左右的電容，可以防止自激振蕩。本設計的電源部分電路如圖1。利用集成穩(wěn)壓管7806產(chǎn)生6V直流電源。輸出端并上 6V干電池，保證了路燈控制電路在市電停電的情況下也能正常工作

5、。橋式整流的其中一個輸入端接上二極管D2后經(jīng)過4.8K電阻然后控制三極管 8050。8050的C極接數(shù)碼管的共陰極，使市電停電時數(shù)碼管也停止工作，降低 了在不影響路燈控制系統(tǒng)工作的情況下電路的功耗，同時延長了干電池的壽命。光敏傳感器控制部分光敏電阻光敏電阻是采用半導體材料制作，利用內(nèi)光電效應工作的光電元件。它在光線的作用下其阻值往往變 小，光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。光敏電阻的性能及特點：環(huán)氧樹脂封裝，可靠性好，體積小，靈敏度高，反應速度快，光譜特性好。 暗電阻、亮電阻光敏電阻在室溫和全暗條件下測得的穩(wěn)定電阻值稱為暗電阻，或暗阻。本電路中光敏電阻暗阻大于

6、等于40KQ。光敏電阻在室溫和一定光照條件下測得的穩(wěn)定電阻值稱為亮電阻或亮阻。本電路中光敏電阻亮阻小 于等于200 Q。電壓比較LM324是四運放集成電路，當去掉運放的反饋電阻時，此時運放便形成一個電壓比較器， 當正輸入端 電壓高于負輸入端電壓時，運放輸出高電平( V+)。反之輸出低電平(V-或接地)。因此LM324可以用來判 斷光敏電阻阻值的變化所帶來的電壓變化。光敏電阻自動控制電路漸亮時的臨界不穩(wěn)定狀態(tài)對電路的干擾，使路燈迅速關閉。 定時電路部分 點時刻定時控制如圖3所示，時十位計數(shù)器 4518(3)的輸出Q1與時個位計數(shù)器4518(2)的輸出Q2相與，這樣當計數(shù) 到“24:00”即0點時

7、與門7408(1)產(chǎn)生一正脈沖。此脈沖經(jīng)過 D觸發(fā)器4013(2)后即產(chǎn)生一個高電平控制 信號。4013(2)的清零端接在4518(3)的Q0端，起到復位作用。圖2如圖2所示。當天色變暗時，光敏電阻R2的阻值升高，經(jīng) R1分壓后使第一級電壓比較器的同相輸入端電位高于反相輸入端電位，第一級比較器的輸出端由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑?70u電容經(jīng)過R4充電，當R4的電位高于第二級比較器的反相輸入端的時候，第二級比較器的輸出端同樣輸出高電平，輸出經(jīng)過 R6控制三極管使其導通，繼電器得電吸合，其常開觸點接通路燈電源，路燈被點亮。由于電容的延時作用(大約5分鐘時間)，可使路燈的開啟狀態(tài)不受車燈照射以及其他短時

8、間光線的干擾，而可靠穩(wěn)定地工作。當天色漸漸亮起來時，光敏電阻 R2的阻值逐漸變小，第一級比較器的同相輸入端的電位逐漸降低。 當?shù)陀诜聪噍斎攵穗娢粫r，第一級比較器由高電平跳變?yōu)榈碗娖捷敵?，R4和電容組成一個延時電路，電容經(jīng)過R4放電，大約經(jīng)過5分鐘(延時時間長短取決于電容容量大小、電阻R4和可調(diào)電阻R5的大小)的延時后，當?shù)诙壉容^器的同相輸入端電位低于反相輸入端的時候，第二級比較器的輸岀狀態(tài)由高電平跳變 為低電平，三極管由導通變?yōu)榻刂?，繼電器釋放，路燈關閉。由于電容的延時作用，可避免環(huán)境光線由暗圖3故障保護控制為防止光敏電阻的損壞或者失靈所導致的路燈不正常開關，應利用時鐘電路設計故障保護電路。

9、故 障保護輸出的信號應該比光敏電阻感應信號(假設光敏電阻正常)稍晚。這樣就保證了路燈的正常工作。如圖3所示，故障保護信號可以靈活選擇定時時間，4013(1)的D輸入接時十位4518(3)的Q1端, 4518(3)的Q1端在晚上時輸出高電平信號，在白天則輸出低電平信號。 剩下的時個位和分十位的定時部分可以靈活選擇。計時電路部分CD4026的十進制計數(shù)器，三個 CD4026串聯(lián)就構成了 0999的累計計數(shù)。 在首個CD4026U1的CLK端輸入1/60HZ的計時脈沖，只要控制計時脈沖使其與路燈開關同步即可實現(xiàn)路燈 的0999的計時，方便路燈管理工作人員做好路燈的功耗等各方面的工作。圖4降耗電路部分晶閘管是一種大功率半導體器件，可用于改變路燈亮度。