優(yōu)質(zhì)課程設(shè)計基礎(chǔ)報告書正文

1、路燈自動節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計及制作1引言隨著都市市政建設(shè)日勺發(fā)展，老式日勺路燈控制以及手段維護，已經(jīng)遠遠不能適應(yīng) 都市現(xiàn)代化發(fā)展日勺速度，都市市政建設(shè)日新月異，寬闊日勺街道，多種各樣日勺路燈給都 市帶來了光明勺同步也增添了都市勺夜間魅力。但是憂郁道路，路燈增多，老式勺人 工管理模式已經(jīng)和迅速、現(xiàn)代化勺都市建設(shè)環(huán)境不相適應(yīng)。目前，諸多都市路燈控制系統(tǒng)多數(shù)處在人工管理勺狀態(tài)，使路燈管理和維護成 本加大。隨著社會不斷地發(fā)展，人們勺生活也日益智能化。相對于其她類型路燈，光 控路燈系統(tǒng)不僅可以給行人帶來更大勺以便，還不需要操控，能自動切換路燈勺開關(guān) 狀態(tài)。體現(xiàn)了現(xiàn)代科技勺智能化，同步有效減少了路燈管理和維護

2、勺費用。在都市勺街道上，常常會看到上午太陽老高了，馬路上勺路燈還亮著；下午太 陽剛落，天還沒黑，馬路上勺路燈已經(jīng)亮了。針對這種狀況，設(shè)計了都市路燈自動節(jié) 能控制電路，來達到節(jié)省電能勺目勺。11設(shè)計的簡樸原理由于每每天黑勺時間不是完全同樣，因此不能一時間來擬定每天晚上幾點亮燈， 路燈控制系統(tǒng)中規(guī)定路燈能根據(jù)光線勺亮暗選擇打開路燈，并且亮暗勺定義是可調(diào) 勺，而不是一成不變勺。到半夜勺時候行人稀少，需要關(guān)閉一半勺路燈，達到節(jié)能勺 效果，什么時候關(guān)閉，時間也需要可調(diào)。本電路采用直流12V供電，重要控制電路由光敏電阻、CD4011、555定期器構(gòu)成。 白天RG阻值小，CD4011第1腳為低電平，繼電器K

3、1、最不工作，路燈都不亮，隨著 傍晚來臨，RG阻值變大，CD4011第1腳變?yōu)楦唠娖剑?1腳也為高電平，Q1導(dǎo)通，K1 得電，Q2導(dǎo)通，555定期電路工作，K2吸合，此時路燈都亮，隨著C2充電，到后半 夜，C2充電電壓不小于三分之二VCC是，555第三腳變?yōu)榈碗娖剑琄2斷電，只有一半 勺路燈得電照明，到第二天白天又回到初始狀態(tài)，全暗。2設(shè)計電路2.1電路所需元件列表序號名稱規(guī)格位號數(shù)量序號名稱規(guī)格位號數(shù)量1貼片電阻2KR1-R559三極管（貼片）9013 (J3)Q112臥式電位器50KRP1、 RP22109012(2T1)Q213光敏電阻5 mmRG111集成電路（貼片）CD4011U11

4、4發(fā)光二極管5 mmD1-D111112NE555U215電解電容470uFC1113繼電器12VK1、K2262200uFC2114電源線多芯線J12710uFC4、C5215電路板84*5618貼片電容103C3116闡明書A412.2實驗電路圖2.3電路闡明及有關(guān)元件用途該電路采用直流電源，大小為12V，其中RG為光敏電阻，半導(dǎo)體器件，其阻值大 小隨光線日勺增強阻值減小。白天，由于光線較強，RGH勺阻值很小，使得電源VCC經(jīng)可 調(diào)變阻器RP1-光敏電阻RG-GND，回路中RG兩端勺電壓較小，即與非門CD4011勺 1,2管腳都為低電平，從而使得CD4011勺3管腳為高電平，4管腳為低電平

5、，10管腳 為高電平，11管腳為低電平，因此可知NPN型三極管Q1勺基極為低電平，Q1不導(dǎo)通， 無集電極電流流過繼電器K1，即其常開觸點還是處在斷開狀態(tài)；并且由于Q1處在截 止?fàn)顟B(tài)，其集電極電壓為高電平，經(jīng)電阻R4限流給PNP型Q2供基極電壓，Q2不導(dǎo)通， 對于Q2,發(fā)射極電壓為高電平，集電極電壓為低電平，此時555定期器不工作，輸出 端始終為低電平，使得繼電器K2線圈不得電，其相應(yīng)勺常開觸點K2不會閉合。綜上 所述，路燈都不亮。隨著傍晚勺來臨，光線逐漸變?nèi)?，光敏電阻RG勺阻值變大，與 非門CD4011勺管腳1,2為高電平，11管腳為高電平，經(jīng)電阻R2限流給Q1基極供電， Q1基極為高電平，三

6、極管Q1導(dǎo)通，繼電器K1得電，相應(yīng)勺常開觸點K1閉合；同步 Q1勺集電極電位為低電平，三極管Q2導(dǎo)通，三極管勺集電極給555定期器供電，并 作為555定期器異步清零端信號，555定期器正常工作，還經(jīng)可調(diào)變阻器RP2給電容 C2充電，開始時，555定期器勺輸入端2電壓值不不小于三分之二勺VCC，其輸出端 3輸出高電平，繼電器K2線圈得電，其相應(yīng)勺常開主觸點K2閉合，路燈所有接入電 路，所有亮。隨著C2勺充電，C2勺端電壓將不小于三分之二勺VCC，是對555定期 器勺輸出端3為低電平，線圈K2失電，相應(yīng)勺閉合觸點斷開，關(guān)閉一半勺路燈。到 第二天勺白天又會回到初始狀態(tài)。其他有關(guān)原件勺重要用途：C1穩(wěn)

7、定輸出電壓，發(fā)光二極管VD11為電源批示燈， VD1到VD10為路燈批示燈，分別有主觸點K1，K2控制。C4穩(wěn)定555定期器勺輸出電 壓，C3也起穩(wěn)定電壓勺作用。調(diào)節(jié)RP1和RP2可以分別調(diào)節(jié)傍晚路燈點亮勺時間和半 夜路燈熄滅勺時間。2.4元件簡介2.4.1 555定期器構(gòu)造及工作原理：555定期器是一種中規(guī)模勺集成定期器，應(yīng)用非常廣泛。一般只需外接幾種阻容 元件，就可以構(gòu)成多種不同用途勺脈沖電路，如多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器以及施密特觸發(fā)器等。555定期器有TTL集成定期器和CMOS集成定期器，它們?nèi)丈走壿嫻δ芘c外 引線排列都完全相似。TTL型號最后數(shù)碼為555, CMOS型號最后數(shù)碼為755

8、5.555定期器勺邏輯功能RS，11000110Q端0接地1開路Q保持不定不定555定期器勺功能重要由兩個比較器決定。兩個比較器勺輸出電壓控制RS觸發(fā)器和 放電管勺狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng)5腳懸空時則電壓比較器A1勺反相端， 則電壓比較器A1勺反相輸入端勺電壓為2VCC /3, A2勺同相輸入端勺電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端TR勺電壓不不小于VCC /3，則比較器A2勺輸出為1,可使RS觸 發(fā)器置1,使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端TH勺電壓不小于2VCC/3,同步TR端 勺電壓不小于VCC /3,則A1勺輸出為1, A2勺輸出為0,可將RS觸發(fā)器置0, 使輸出為0電平。555定期器成本低，性能可靠，只需要外接幾種電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振 蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定期器廣泛 應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555定期器勺內(nèi)部電路框 圖和外引腳排列圖分別如圖2.9.1和圖2.9.2所示。它內(nèi)部涉及兩個電壓比較器， 三個等值串聯(lián)電阻，一種RS觸發(fā)器，一種放電管T及功率輸出級。它提供兩個基 準(zhǔn)電壓VCC /3和2VCC /3555定期器勺功能重要由兩個比較器決定。兩個