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1、课程设计(论文)说明书题 目： 光控灯的设计 院 （系）： 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 在学校、机关、厂矿企业的单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象非常普遍，这就造成了能源的大量浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。在这里我设计了光控灯，光控灯会随着环境光线的变化自动的控制灯的亮灭，适合于控制路灯、走廊灯等，同时也达到了省电节能和延长灯泡使用寿命的效果。当傍晚光强减弱到一定程度的时候，电路就会自动接通点亮路灯；当早上光强增大到一定强度的时候，电路就会自动切断，从而实现灯自动熄灭的功能。关键词：光敏电阻；555芯
2、片；光控灯AbstractIn schools, offices,residential ares,factories,mines and enterprises and other units of public places and streets in public gardens,as well as residential corridor,long light that is widespread,which caused a great waste of energy,In addition,due to frequent switching or man-made factor
3、s,wall switches,the high failure rate,increasing the amount of maintenance,waste of money.Here I designed a light-control lights.As the circumstances change in the light,the light-control light will automatically control turn the light on or off,for control of the street lamps,the corridor lights,al
4、so to save energy and electric light bulb of life effect. when the light down to a certain extent, the circuit is automatically connected to light lamps ; as early and increased to a certain polish strength, the circuit is automatically cut out, the automatic function.Key words ：light dependent resi
5、stor;555chips;optical control lamp目 录引言11 光控灯原理11.1 光控灯的意义与背景11.2 设计思路与原理12 光控灯电路的设计方案12.1 方案特点12.2 元器件的选择22.3 主要原器件的介绍22.3.1 光敏电阻的介绍22.3.2 555芯片的介绍 32.3.3 发光二极管的介绍 43 电路 43.1 原理图的设计及说明 43.2 电路仿真 54 电路板的制作及调试 74.1 PCB电路图的制作 74.2 电路板的制作 74.3 电路板的调试 74.4 测试结果 85 结束语8谢辞 9参考文献 10引言 路灯在我们日益更新的生活中越来越普遍，一般
6、路灯是白天关闭，夜晚开启。如果人工控制路灯的开关，不但费时费力，而且在天气变化时，不容易掌握开关路灯的时间，给群众带来很大的不便。在本设计中介绍一种自动光控灯，这样不但省时省力，节约资源，而且可以提高灯的寿命。采用555时基电路施密特触发器，及电阻、二极管或门组成自动光控灯智能电路，会给我们带来新颖智能的便利；当光线好时，灯不会发光，到光线很差时，灯会自动开启照明。虽然本文介绍的光控灯只有1个简单的芯片和电阻电容构成，却可以模拟光控灯，也达到了节电节能的目的，同时它的原理也有广泛的应用。1 光控灯原理1.1 光控灯的意义与背景 站在新世纪的门槛上，我们感受到的是高速发展的现代科技。降低能耗，节
7、约能源、注重环保，简洁方便是当今家居生活的主题。也因如此，照明灯的需求也在不断的发展，人类有意识的采用各种方法改进它，以适应我们日常生活的各种需要。用光控开关来代替路灯开关、住宅小区的楼道上的开关，只有在光线不足时灯会自动点亮，白天光线充足时不会亮，可以达到节能的目的。同时光控电路具有电路简单，制作容易，工作可靠的特点，可广泛应用于各种楼房走廊的照明设备。1.2 设计思路与原理电路采用光敏电阻来感受外界光的强弱，然后采用555多谢振荡器改变输出电压，从而改变发光二极管两端的电压，进而控制了灯的亮灭。在发射结接上一个继电器，可以控制外接电路的开路或短路。此设计也可以看做是一个用发光二极管指示的光
8、控开关。要求电路在日光照射下，接通+5V电源后，发光二极管四熄灭的，没有光照的时候，发光二极管是亮的。接通+5V电压，在光线充足的情况下光敏电阻的阻值很小，分压很小，则输入555芯片的TH和TR端为高电平，此时555芯片的输出端为低电平，不能提供足够的电压给发光二极管，则灯不亮；在光线不足时，光敏电阻的阻值很大，分压很大，输入555芯片的TH和TR端为低电平，则555芯片的输出为高电平，此时可以提供足够的电压给发光二极管，灯就发光。2 光控灯电路的设计方案2.1 方案特点产生光控电路的方案有很多，本方案的选择主要从以下几个方面考虑：（1） 设计难度；（2） 实现难度；（3） 成本；（4） 调试
9、难度；（5） 电路原理。 由于我在大二时期已经学了数字电路和模拟电子电路，而且这个方法比较简单，又实用，能充分体现出我对所学知识的掌握程度。所以我利用所学的数字电路方法，力求从简单的基础知识中学到更多的东西，为今后的学习做好准备，采取一种最简单的方式实现光控电路的设计。2.2 元器件的选择（1） 发光二极管 1只；（2） 555芯片 1只；（3） 继电器 1只；（4） 电容 1只；（5） 三极管 1只；（6） 光敏电阻 1只；（7） 可调电阻 100K 1只；（8） 电阻 560 1只， 1K一只；（9） 排针 二孔 1只， 三孔 1只。2.3 主要原器件的介绍2.3.1 光敏电阻的介绍光敏电
10、阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它
11、的阻值（暗阻）可达110M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.40.76）m的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。 第 3 页 共 10 页2.3.2 555芯片的介绍 555时基电路是一种双极型的时基集成电路，工作电源为4.5V18V,输出电流为200mA，工作可靠。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平
12、比较器C2的反相输入端的参考电平为23Vcc和13Vcc。C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过了23Vcc时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于13Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vco是控制电压端（5脚），平时输出23Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01F的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干
13、扰，确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给于脚7的电容器提供低阻放电电路。 第 4 页 共 10页 555电路的引脚功能如下图：2.3.3 发光二极管的介绍发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合
