模拟电子技术课程设计

课题名称路灯控制器

专业班级 09电气2班

姓名李金泰

学号 0916301084

指导教师王允建、李端

一．引言 ……………………………………2

二.总体设计方案 ……………………………2

2.1整体构思 …………………………………2

2.2总体设计框图……………………………3

三、设计组成及原理分析 …………………3

3.1电路工作原理及分析……………………3

3.2原理图 ……………………………………5

3.3所用元器件统计、介绍及其参数………6

四、心得体会 ………………………………8

五、参考文献…………………………………9

路灯控制器

摘要：本设计通过晶体管、电阻器等，用模电知识，实现路灯的光线与声音双重控制：即白天开关自动封锁，电灯不会被点亮，只有在夜间灯才受环境声音控制，声音触发灯泡点亮发光，延迟数十秒后，灯自动熄灭。

关键词：路灯,声控,光控,延时

一、引言

随着科技的发展，人们生活水平的提高，人们的需求也越来越不同。为了方便公共场所行人，节约电力资源，减少人力资源浪费，声光控的路灯越来越受到各部门的青睐，因此，了解、应用路灯控制器也为人们所需要。

二、总体设计方案

2.1 整体构思

路灯控制器，根据设计要求，实为一个由声、光双控延迟照明开关控制的路灯。其电路可简化为如图1所示。

图1 简化电路

由此，可以把电路设计为由电源电路、声控电路、光控电路和延时控制开关电路四个部分组成。电源采用220V电压，经过变压、整流、滤波、稳压得到所需电压；声控电路用传感器采音、经三极管放大将信号输入控制电路；光控电路采用光敏电阻，利用其白天有自然光照射时呈低电阻、晚上无光照时呈高电阻的性质，对电路进行控制；延迟电路由电容器、电阻器和晶闸管组成构成控制电路。

2.2 总体设计框图

图2 总体框图

三、设计组成及原理分析

3.1电路工作原理及分析

220V交流经灯泡EL、VD1-VD4整流，在晶闸管VTH的阳-阴极间形成正向阳极电压，从而构成灯开关的主回路，如图3所示。

图3 灯开关主回路

电源电路由照明灯EL、二极管VD1-VD4，VL，电阻器R7，电容C2和VS组成。如图4所示。

图4 电源电路

声控电路由传感器B，晶体管T1，电阻R1、R2、R3，电容C1组成。如图5所示。

图5 声控电路

光控电路由光敏电阻RL，电阻器R4、R5、R6和晶体管T2组成；如图6所示。

图6 光控电路

延时电子开关电路由晶体管T2、T3，二极管VD5，电容器C4,电阻器R5、R6、R8和晶闸管VTH组成。如图7所示。

图7 延时电路

控制回路则由VT1~VT3等元器件构成，其工作电源来自R7降压限流、VL隔离、VS稳压与C2滤波，在C2两端可获得10V左右的稳定直流电压。白天，光敏电阻器RL受自然光线照射呈低电阻，使VT2、VT3无法进入导通态，故灯EL不会点亮。夜间，RL呈现高电阻，从而解除对VT2、VT3的封锁。

此时，若路灯旁有人走动或有人谈话时，脚步声或谈话声将被话筒B拾取，并被转换为电信号由C1经VT1放大，放大后信号经C3耦合，其信号正半周期可使VT2导通，VT3也相继导通，C2储存电荷就通过VT3、VD5向C4迅速充电，逼供内使晶闸管VTH开通，电灯EL通电发光。人走后，C4储存电荷可通过R8向VTH门极放电，仍能维持VTH继续开通，所以灯不会马上熄灭，直至C4电荷基本放完后，VTH失去门极触发器电流，当交流电过零时，VTH关断，电灯EL才熄灭。电路延迟时间主要由R8、C4的数值决定，可根据需要进行调整。

3.2原理图

图8 总原理图

3.3所用元器件统计、介绍及其参数

3.3.1元器件的统计

其元件清单如表1：

表1 所用元件清单

3.3.2所用元器件介绍及其参数

VTH采用触发电流较小的0.8-1A/400-600V的单向晶闸管，如MCR100-8、2N6565、BT169等；

VT1、VT3应分别采用放大倍数β值大于200的9041与9051型等硅晶体管；VT2可用普通9013型硅管，β>=100即可；

VD1-VD4用1N4007型硅整流二极管，VD5用1N4001或1N4148型硅二极管；

VL为普通二极管；

VS为10V、1/2W稳压二极管，如UZ-10B型等；

RL可选用亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好MG44、MG45型等光敏电阻器；

R7选用1/2W的金属膜电阻器；

其他电阻均用RTX-1/4W型碳膜电阻器。C1CT1型瓷介电容器，C2-C4为CD11-16V型电解电容器；

B应采用灵敏度较高的小型驻极体电容话筒，如CRZ2-113F型等；

EL采用15W～100W的白炽灯泡。

晶闸管：（1）晶闸管阳极电路加正向电压；

（2）控制电路加适当正向电压；

（3）导通之后，控制极就失去作用了；

（4）要想关断晶闸管，必须将阳极电流减小到使之不能维持正反馈。

光敏电阻光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件，当某种物质受到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这就是光电导效应。

瓷介电容器穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小，频率特性好，介电损耗小，有温度补偿作用不能做成大的容量，受振动会引起容量变化特别适于高频旁路。

电解电容器：

（1）铝电解电容器用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成，薄的化氧化膜作介质的电容器.因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性.容量大，能耐受大的脉动电流容量误差大，泄漏电流大；普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率低频旁路、信号耦合、电源滤波。
（2）钽电解电容器用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰温度特性、频率特性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，贮存性良好，寿命长，容量误差小，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差，若损坏易呈短路状态，应用于超小型机件中。

四、心得体会

作为一个电气专业的学生，我深知课程设计的重要性。这次实习我从刚开始的什么都不懂不会不敢不碰，到现在的基本了解了一个电路元件是如何构成的，还有以前看的集成板上让人难琢磨的电路焊接图我都可以看懂一些了，其中的电路仿真也让我对以前学习的电路知识有了详细地了解。我们顺利完成了这周的模拟电子的课程设计。

完成这次课程设计我觉得收获很多，不但进一步掌握了模电的知识及一门专业仿真软件的基本操作，还提高了自己的设计能力及动手能力。更多的是让我看清了自己，明白了凡事需要耐心，实践是检验真理的唯一标准。理论知识的不足在这次实习中表现的很明显。这将有助于我今后的学习，端正自己的学习态度，从而更加努力的学习。只有这样我们才能真正的去掌握它，而不是只懂得一点皮毛。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．

我还了解到要做好一个实物还是很不简单的，需要我们考虑的东西很多，我们要考虑到所用的元器件的参数够不够我们电路所需要的，还要考虑到用到哪些器件是最合适的，不能大材小用，不过有时候用理论值来取用元器件是远远不行的，因为元器件设计时也有误差，所以我们有时要适当的选取额定值比理论值大一点的元件。

这次试验虽然不是很难，但是我们在这整个过程中也遇到了很多困难，但是我没有因此而泄气，我翻阅资料和同学探讨，将不会的问题解决掉，这整个过程中我认识到我的知识还是很欠缺的，学习的过程中也不是很扎实，还意识到理论与实际结合的重要性，在以后的学习中我会更加的努力充实自己的知识储备。

通过这次课程设计，本人在多方面都有所提高。通过这次设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固模拟电子技术设计等课程所学的内容，掌握模拟电子技术设计的方法和步骤，掌握模拟电子技术设计的基本技能懂得了怎样分析元件的性能，怎样确定方案，了解了电子元件的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。

在这次设计过程中，体现出自己单独设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在此感谢我们的老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次模电设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。

同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。

由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。

五、参考文献

◆《电子技术基础（第四版）》童诗白、华成英主编高等教育出版社 20##年

◆《电子技术试验与课程设计（第三版）》毕满清主编机械工业出版社 20##年

◆《线路基础》东师范大学物理系万嘉若康运等编著高等教育出版社.

◆《电子技术基础》华中工学院电子学教研室编康华光主编高等教育出版社。

◆《电子线路设计》,(第二版)华中科技大学谢自美主编,华中科技大学出版社.

◆《模拟电子技术》，程开明主编，重庆大学出版社，1992