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1、大 庆 石 油 学 院课 程 设 计2009 年 7 月 3 日课 程 电子技术课程设计 题 目 触摸延时照明灯 院 系 电气信息工程学院 专业班级 自动化 07-7 班 学生姓名 陈硕 学生学号 070601140705 指导教师 姜建国 任爽 大庆石油学院课程设计任务书课程 电子技术课程设计 题目 触摸延时照明灯 专业 自动化 姓名 陈硕 学号 070601140705 主要内容：选取一种方法，制作一个触摸控制的照明灯开关电路，要求该电路能在人手触摸后将照明灯点亮，能够在延时一小段时间，然后再自动熄灭照明灯。基本要求：（1）能达到触摸点亮照明灯的目的。（2）触摸部分必须是人的，手指或身体的
2、部位触及才可以开始照明。（3）当人手离开触摸片一段时间以后，多一段时间才可以慢慢的熄灭，已达到节约电能的目的。参考资料：1 华成英,童诗白.模拟电子技术基础M.北京:高等教育出版社,2006.5.2 张庆双.实用电路设计J.北京:机械工业出版社,2003.3 康华光.电子技术基础（模拟部分）M, 北京:高等教育出版社,1999.4 彭介华.电子技术课程设计指导J.北京:高等教育出版社,1997.5 陈东. OrCAD 电路设计M.北京:国防工业出版社,2004.6 孟庆涛,郑凤翼.图解电子控制电路M.北京:人民邮电出版社,2006.完成期限 2009.6.29 至 2009.7.4 指导教师
3、专业负责人 2009 年 6 月 27 日目录1 设计要求.12 方案设计.12.1 设计思路.12.2 总体方案方框图.32.3 基本原理.53 总体方案的选择和设计.53.1 简单简单延时照明灯的电源部分.53.2 触摸延时电路的延时部分.64 单元电路的设计.74.1 整流电路的设计.74.2 稳压电路的设计.74.3 触摸片的设计.84.4 其他元件的选择.95 总电路图.106 总结.10参考文献.11附录.12电子技术课程设计（报告）11 设计要求选取一种方法，制作一个以触摸控制的照明灯开关电路，要求该电路能在人手触摸后点亮照明灯，能自动够延时一小段时间，然后再自动熄灭照明灯。（1
4、）能达到照明使用的目的。（2）触摸部分必须是人的，手指或身体的部位触及才可以开始照明。（3）当人手离开触摸片一段时间以后，等才可以慢慢熄灭，已达到节约电能的目的。2 方案设计2.1 设计思路根据课题要求，可将控制器分为三部分来实现。（1）触摸电路。触摸式开关电路的基本原理是：利用人体的导电性质，通过金属片把人体感应电压输入电子电路中，再经过放大元件放大，而作用于电路。常见的放大元件有集成运放，三极管，场效应管等。常见的电路如下： MR2U+ -R1MVT1VT1VT2VT1UVcc+图 1 反相放大器图 2 两个复合三极管M 为金属片。图 1 中放大元件为集成运放，属于反相放大器。当用手指接触
5、 M 时，电流从金属片流向人体，反相放大器负输入端输入负电压，经过放大输出 U。其放大系数为：B=R2/R1。图 2 中放大器元件为两个复合三极管。三极管通过复合可有效提高放大电流。当用手触摸 M 时，人体感应电动势从 M 输入，电子技术课程设计（报告）2VT 的基极得到触发电流，三极管导通，通过放大输出 U。值得注意的是，必须让手指直接触摸金属片才能使电路工作。放大电路可放大倍数越大，电路灵敏度就越高。触摸式开关被广泛应用到各科关并场合中，如常见的电灯中。其有着无机械噪音，无机械磨损的优点。因为电路要实现的功能相对比较简单，所以拟采用图 2 电路原理的单管设计触摸控制部分。以简化电路，降低成
6、本。（2）电源部分从市电交流 220V 转为低压直流电，共给相关控制电路。主要采用整流桥整流和稳压二极管的稳压特性来完成。（3）延时电路延时电路被广泛应用于延时电灯，洗衣机，微波炉等电器种，使电器的使用更加方便。精确度高的电路被用于秒级控制的电器中。常用的简单延时电路的基本原理是利用电容的充电放电功能来实现延时功能，并与各类电子元件相互组合实现不同的延时控制。延时电路可实现延时开启和延时关闭等控制。电容与其它电子元件的组合使用有如下几种：1.电容与放大电路。其电路图如下：Vcc+VTUC图 3 电容与放大电路电子技术课程设计（报告）3Vcc+VTUCJ工作电路图 4 电容与放大电路（带电磁继电
7、器）图 3 与图 4 在有电压 U 输入时，三极管基极有电流通过，电路导通，同时，电容 C 被快速充电。U 停止输入后，电容放电，使三极管继续保持导通，延时开始，直到电容放电完毕，三极管截止，延时结束。图 4 中加入了电磁继电器，当三极管导通时，电磁继电器吸合，可实现低压控制高压的延时。2.电容与晶闸管。电路简图如下：工作电路Vcc+CR图 5 电容与晶闸管工作原理：当有 U0输入时，晶闸管 V 导通，同时 C 正向充电，当没有 U0输入后，电容放电使晶闸管 Vs 保持导通，使工作电路运作。当 C 放电完毕，Vs因没有触发电流而截止，延时结束。延时时间由 C 的电容量和 R 的大小决定。3.电
8、容与光电耦合电器。电路简图如图 6：V电子技术课程设计（报告）4图 6 电容与光电耦合电器当有电压 U0输入时，电容 C 充电，左端电路通过光电耦合器，使工作电路启动，并实现延时控制。光电耦合器和电磁继电器一样可实现隔离控制。4.电容与单结晶体管。电路简图如图 7：图 7 电容与单结晶体管当开关 S 闭合后，电容 C 缓慢充电，过一段时间后，C 上极的电势高于 VT的峰值电压，单结晶体管突然导通，发出一个正脉冲，使晶闸管 V 突然导通，工作电路开始工作。此电路可实现延时启动的功能。为了提高电路的稳定、性简化设计，降低制造成本。本电路完全用分立元件来完成，所以拟采用图 3 的电路来实现延时控制。
9、2.2 总体方案方框图稳压部分照明部分整流部分延时部分市电触摸部分图 8 基本原理框图电子技术课程设计（报告）52.3 基本原理基本原理框图如图 8 所示。1、采用分离元件设计电路的硬件的延时部分，具体的实现步骤如上。2、采用电容和三极管，主要利用了电容的充放电时间，来控制三极管的导通与否，当有人触及触摸片的时候，电容开始充电，当充电达到一定的电压值的时候，三极管导通，消耗电源，从而照明器具开始点亮当不再触及的时候，电容开始放电暂时维持三极管的导通，从而达到延时照明的目的。3 总体方案的选择和设计3.1 简单延时照明灯的电源部分R3VLEL1市电输入 220V2+ VS4C23VT图 9 触摸延时照明灯的电源控制部分简单的触摸延时照明电路如图 9、图 10 所示，电源电路有整流二极管的四个二极管、电阻器 R3、发光二极管 VL、稳压二极管 VS 等组成。控制电路有触摸电极 A，电阻器 R6、R5、晶体管 V1、V2 和单向晶闸管 VT 组成。接通电源后，交流电 220V 电压经过 VD1VD4 整流、R3 限流电阻以及 VS 稳压后，产生+12V 电压，供给控制电路。电子技术课程设计（报告）63.2 触摸延时电路的延时部分VLC1R2R5VSV1R1 PNPR6 R4 V2 触
