光控灯

光控灯光控灯光控灯设计摘要随着科技的发展，节能已经成为人们越来越关注的话题，也是科学家们努力的方向;所以现在市场上也出现了越来越多的节能产品，比如说光控灯，声控灯等等各种各样的节能产品。在这里，我们小组主要制作一个简单的光控灯，无光时，电灯自动点亮，白天有光，灯灭。其优点在于具有自动控制其点亮和熄灭，而且可以省电，可以说光控灯是很有应用价值的。大一点方面也可稍加改动用于路灯控制。检索词:光控、光电转换、自动控制、光控灯、节能。 - 1 - 光控灯设计一总体设计方案 1.1任务与要求: 利用光...

光控灯光控灯设计摘要随着科技的发展，节能已经成为人们越来越关注的话题，也是科学家们努力的方向;所以现在市场上也出现了越来越多的节能产品，比如说光控灯，声控灯等等各种各样的节能产品。在这里，我们小组主要制作一个简单的光控灯，无光时，电灯自动点亮，白天有光，灯灭。其优点在于具有自动控制其点亮和熄灭，而且可以省电，可以说光控灯是很有应用价值的。大一点方面也可稍加改动用于路灯控制。检索词:光控、光电转换、自动控制、光控灯、节能。 - 1 - 光控灯设计一总体设计方案 1.1任务与要求 : 利用光照的强度作为灯的起控点，实现光线较亮时，自动关闭，晚上光线较暗时，自动开启灯的控制。了解常用光控灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用传感器进行选型，同时加以电路的设计与分析，完成设计任务。 1.2 设计思路: 光控灯控制器电路主要由光控电路，限压电路，限流电路，延时电路及负载电路构成。工作时，光控电路控制负载接通与否，在有光时利用光敏电阻的特性其阻值变小，此时负载是断开状态，灯不亮，当无光的时候光敏电阻阻值变大，使负载接通达到灯亮效果。为保障线路安全，我们还加了限流电路来控制电流不可过大，防止元件烧坏，同时利用延时电路的延时作用，延时灯亮，保证灯的寿命。 1.3系统框图: 光控灯控制电路的总体框图由光控电路，限压电路，延时电路，限流电路，负载电路和电源电路等构成，工作时，利用光照强度为传感器来控制光控电路中的光敏电阻的阻值，从而控制负载电路的接通与否，达到灯的亮与不亮的效果;同时利用限压电路控制光控电路在有光时断开，负载断开可起到节能作用;限流电路用来保护元件安全;延时电路可控制负载电路的延时时间，起到缓冲作用可延长灯泡寿命。总体框图1.1所示，工作流程如箭头所示: 图1.1 系统框图 - 2 - 光控灯设计二电路基本原理光控灯应用范围很广，如自动路灯，走廊灯……图2.1就是一个简单实用的光控灯电路，利用光敏电阻Rp感光效应(光越强阻值越小)控制Q1 Q2的导通与截止，实现灯(此处用LED，也可以用小灯泡，也能加可控硅或继电器去驱动日光灯)的亮灭自动开关。 2.1工作原理: 当有光照射到光敏电阻时，其阻值减小(几十K左右)，Q1基极电压被拉低而截止，Q2基极电压升高Q2截止，LED灭;反之光敏电 )，Q1基极电压升高并使其导通，阻没有光照时，其阻值增大(几M Q2基极电压降低，Q2饱和导通，LED得电发光。图2.1 电路原理图 - 3 - 光控灯设计 2.2 注意事项: 1.尽量按电路图中元件位置，按从左到右，自上而下的顺序插接，这样可以减少误连和错连，同时也方便调试和检查。从一开始我们就养成良好的习惯。 2.本电路中用到特殊器件----光敏电阻(Rp)，用之前可先用万用表测试其在受光时的电阻和背光时的电阻,因为光敏电阻对光异常敏感，所以使用本机时,要避开日光灯(当然是指晚上了)直接照射，否则本电路将失控。 - 4 - 光控灯设计三电路装配图图3.1电路装配图说明: 原理图2.1中的R1为图3.1中R1与R2之和，原理图2.1中R2为图3.1中R3、R4、R5、R6、R7之和。Q1是三极管9014，Q2是三极管9012，Rp是光敏电阻，C是电容，LED是发光二极管，电源是两节1.5V干电池串接成3V的。 - 5 - 光控灯设计四电路调试我们第九组的课程设计是《光控灯》。经过两个星期多的投入，我们总算完成了这次的课题。期间当然遇到了诸多问题。光控灯的实验原理是:在不同的光照强度下，光敏电阻的阻值会发生改变，从而影响Q1的导通或截止，进而影响Q2的导通与否，最终达到LED二极管的亮暗状态改变。最初我们用了阻值为100K的电阻R1，结果发现电路导通后LED二极管在有光照的情况下仍然有亮度。当时我们认为问题可能出在R1或R2的阻值上。但R2在电路中只起到限流作用，并不影响Q1的导通与否，所以问题可能出在R1上。为了保险起见，在询问过朱老师之后，我们确定原因出在哪里。由于R1阻值偏低，在光照的条件下，Q1基极电压偏低，仍会微导通，所以就导致LED二极管在有光照的情况下仍然微亮。所以我们逐步加大R1的阻值大小。并分别观察在阻值越发加大的情况下，光照与否对LED二极管亮暗状态的改变情况。最后在R1阻值达到2.4K的情况下实验基本达到了我们预期程度。此时，在有光照的条件下LED二极管在肉眼观察的情况下呈暗状态。在无光的的条件下LED二极管呈亮状态。至此，基本完成了实验的调试过程。 - 6 - 光控灯设计五元器件清单元件名称数量(个) 9014(NPN) 1 三极管 9012(PNP) 1 碳膜电阻200k/0.5W 1 碳膜电阻2.2M/0.25W 1 电阻碳膜电阻20k/0.5W 5 光敏电阻MG45型 1 二极管发光二极管(LED) 1 万能板 135mm*95mm 1 电容 1uF/25v 1 电源 1.5V干电池 2 - 7 - 光控灯设计六课设心得经过两个多星期的努力终于把光控灯的课题设计做完了，从开始的了解课题思路，设计结构框图，确定基本原理到焊接具体实物还有最后的调试;一步步过来，不仅使我巩固了原来的电路基础知识，更让我学到很多新知识，特别是在实践动手方面得到了提升。初步的拟定总体设计方案到完成总体原理图都挺顺利的，到了调试电路时我们遇到了难题，和我们初步的预想结果有着不小的差别，在多次调试之后仍然没有解决根本问题，我们也是很着急，最后进过朱老师指点和查阅相关资料终于找到问题关键所在，并解决了难题。通过此次课设更加培养了我在遇到难题时要敢于面对不怕挫折的信念;在这里感谢学校给我这次机会，让我学到不少平时在课堂上学不到知识和经验，特别感谢朱老师的悉心指导。 - 8 - 光控灯设计参考文献【1】杨遂生，杨家德. 光电子技术北京:国防工业出版社，1999 【2】廖家鼎，徐文娟. 光电技术杭州:浙江大学出版社，2001 【3】高雅乐，高乐. 光电检测技术北京:国防工业出版社，1995 【4】王清正，胡渝. 光电探测技术北京:电子工业出版社，1989 【5】曾光宇，张志伟. 光电检测技术北京:清华大学出版社，2005 - 9 -

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