光控路燈控制器

光電電路設計與應用課程設計報告題 目： 光控路燈控制器姓 名： 李廣專 業(yè)： 電子科學與技術班 級： 132學 號： 1886130215考核等級:題目要求與方案論證設計題題目設計一個可以用光線強弱控制的電路來控制路燈的點亮與熄滅，實現(xiàn)自動控制的目的。題目要求?利用光照的強度作為路燈的起控點，實現(xiàn)光線較亮時，自動關閉，晚上光線較暗時，自動開啟路燈的控制。?了解常用路燈控制的各種方法，及各自的優(yōu)缺點，通過相互的比較，確定設計方案，并對所用傳感器進行選型，同時加以電路的設計與分析，完成設計任務。方案論證方案一：目前大多數(shù)的路燈控制采用以時間控制來實現(xiàn)，實際使用中由于冬天和夏天的白天長短不一，因此這種控制方式必然造成在光線充足的情況下，路燈也有時會亮著，從而造成了大量的能源浪費，而各種照明燈也都具有一定的使用時限，在光線充足的情況下仍繼續(xù)使用，必然增加每天開啟燈的時間，會縮短燈的使用壽命。方案二：本設計主要是運用光敏元件的特性來實現(xiàn)當光照強度足夠進自動關閉路燈，而當光照強度不足時，控制繼電器吸合，接通路燈回路的電源，達到自動開啟路燈的功能。該設計運用方案二，相對于方案一來說，方案二不僅彌補了資源的浪費，同時也增加了燈的使用壽命。該方案利用光照強度為傳感器，目前最為常用且性價比較高的就是光敏電阻，利用其光線較強時，電阻值較低，而光線較暗時則電阻較大的特點，利用電橋，可將光線信號轉換成電信號，再通過電壓比較器等方式，可以有效地完成控制需要。這類設計中，只要能將光線信號取出，整個設計也便完成了大半，至于控制部分的設計，可采用繼電器輸出，這樣就算驅動較大的路燈負載，只需再加接觸器便可完成。二電子線路設計與實現(xiàn)2.1Multisim仿真電路設計圖1、控制路燈熄滅XmmIR102Key=A0%118Q ■■Key^A40%—*V^y— 120V_250W220Vnns50HZ啪；：EMR021B24【瞬Multimeter-.,..19817uA|~TqnJf]圖2.112、控制路燈亮起V1V1廠、220Vrm$（?｝50HE呃::圖2.222.2電路設計1、光敏電阻光敏電阻器概述：光敏電阻器是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達1~10M歐,在強光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特性）與人眼對可見光（0.4~0.76）|im的響應很接近，只要人眼可感受的光，都會引起它的阻值變化。設計光控電路時，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設計大為簡化。光敏電阻工作原理：光敏電阻的工作原理是基于內光電效應。在半導體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體。通常采用涂敷、噴涂、燒結等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內，以免受潮影響其靈敏度。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產生的電子—空穴對了半導體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產生的電子—空穴對將復合，光敏電阻的阻值也就恢復原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到波長的光線照射時，電流就會隨光強的而變大，從而實現(xiàn)光電轉換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也加交流電壓。半導體的導電能力取決于半導體導帶內載流子數(shù)目的多少。常用光敏電阻參數(shù)，都是實驗室超級嚴格環(huán)境下的測試結果！僅供參考，實際測值有時候會有偏差！以實際測值為準！以下是幾種常用光敏電阻參數(shù)。(僅供參考)規(guī)格型號最大電壓(VDC)最大功耗(mW)環(huán)境溫度(°C)光譜峰值(nm)亮電阻(10Lux)(KQ)暗電阻(MQ)100Y10響應時間mS照度電阻特性上升下降03系列GL351610050-30?+705405-100.60.530302GL352610050-30?+7054010-2010.630303GL3537-110050-30?+7054020-3020.630304GL3537-210050-30?+7054030-5030.730304GL3547-110050-30?+7054050-10050.830306GL3547-210050-30?+70540100-200100.930306

e4系列GL451615050-30?+705405-100.60.530302GL452615050-30?+7054010-2010.630303GL4537-115050-30?+7054020-3020.730304GL4527-215050-30?+7054030-5030.830304GL4548-115050-30?+7054050-10050.830306GL4548-215050-30?+70540100-200100.930306e5系列GL551615090-30?+705405-100.50.530302GL5528150100-30?+7054010-2010.620303GL5537-1150100-30?+7054020-3020.620304GL5537-2150100-30?+7054030-5030.720304GL5539150100-30?+7054050-10050.8203052、繼電器電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，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。當線圈斷電后，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）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。電磁繼電器原理圖如圖2.24所示：彈賛a銜鐵電施繼電器融點電動機電磁鐵—嚨L 彈賛a銜鐵電施繼電器融點電動機電磁鐵—嚨L ■—-Q工作電路低壓電—“控制電路圖2.24電磁繼電器原理圖幾種常用繼電器參數(shù)如下LY2NJLY4NJMY2NJMY4NJ描述小型繼電器 10A小型繼電器 10A小型繼電器 5A小型繼電器 3A額定負載（電阻旬載、10AJ10VAC10A一24VDC10AJ10VAC10A.24WC5A=220VAC5A24VT>C3AJ20VAC3A.24WC額定負載（誘導負載｝7.5AJ10VAC5A.24VDC7.5AJ1OVAC5A=24XT>C2AJ20VAC2A.24VDC0.8AJ20VAC1.5A=24XT>C接點電壓最大值250VAC125VDC250VAC125VDC250VAC125VDC250VAC125VDC接點電流最大值10A10A5A3A線圈額定電壓AC6J2J450J00/110410/120=200/220=220/240VDC6=12=24=48=100/110VAC6=12=24=50=100/110=200/22OVDC6=12=24=48=100/110VAC6=12=24=50=l00/110410/120=200/220=220/240VDC6=12=24=48=100/110VAC6=12=24=50=100/110=110/120=200/220=220/240VDC6=12=24=48=100/110V線圈額定電流AC24V——53.8mAAC24V——93.6mAAC24V——53.8mAAC24V——53.8mAAC220V 4.8nAAC220V 13.InAAC220V 4.8irAAC220V 4.SirADC24V 36.9nADC24V 69nADC24V 36.9irADC24V 36.9irA配用底座PIT08A-EPIT14A-EPYJ08A-EPYF14A-E外形尺寸-底座寬mm3044221、外界光線充足時，光敏電阻阻值減小，即對應的圖2.21中R2阻值減小到1kQ以下，常閉式繼電器兩端電壓達到其工作范圍，發(fā)生動作，導致交流電路斷開，路燈熄滅。2、外界光線減弱時，光敏電阻阻值增大，即對應的圖2.22中R2阻值增大到lkQ以上，常閉式繼電器兩端電壓不處于其工作范圍，保持閉合，導致燈泡兩端電壓達到額定值，路燈亮起。三總結與體會通過這學期對光控路燈控制器的設計，我深刻的理解了“學以致用”這句話。正所謂“紙上談兵終覺淺，覺知此事要躬行”。學習任何知識，僅從理論上去求知，而不去實踐、探索是不夠的，所以在本學期在光電子技術剛學完之際，緊接著來一次電子電路課程設計是很及時、很必要的。這樣不僅能加深我們對電子電路的任職，而且還及時、真正的做到了學以致用。理論聯(lián)系實際是很重要的，空有理論知識而沒有實際的動手操作是不會對理論知識有進一步的了解的。在設計過程中，和老師的悉心指導是分不開的，對于學生的問題，老