传感器与检测技术课程设计1.docx

广州市广播电视大学

传感器与检测技术课程设计

课题命名：路灯控制器的设计

专业名称：机械设计制造及其电动化学生姓名：

指导老师：班级：12机械本

3013年6月21日

目录

序言 1

一、课程设计的目的 1

1、课程设计的要求 1

二、设计分析 1

三、设计原理及电路图 2

3、1电源电路设计 2

3、2光声控制电路设计 3

3、3延时电路设计 4

3、4开关电路设计 5

3、5照明电路设计 5

3、6整体电路设计 6

四、总体性能完善措施 7

五、心得体会 7

六、参考文献 8

一、序言

目前很多城市路灯控制系统多数处于人工管理的状态，使路灯管理和维护成本加大。为此，本次设计提出一种新的路灯控制器方案，通过光敏电阻检测自然光强度，自动切换路灯的开关状态，大大减少路灯管理、维护的费用，同时降低电能的不必要损耗。

1.1课程设计的目的

本次设计的目的就是在掌握传感器的基本应用，并且能够联系其他元件设计出成品，进行理论与实际的结合，提高应用计算机软件的有关设计能力，提高分析、解决实际问题的能力。

1.2课程设计的要求及要求

(1)天黑时灯亮，利用光敏二极管的阻值变化，控制可控硅的导通；

(2)天亮时，利用光敏二极管的阻值变小，控制可控硅的断路，使灯熄灭；

(3)或用继电器控制灯的开、关；

(4)引入声控，晚上光线较暗，有声音时路灯点亮，声音消失后延长(白天即使有声音也灯也不亮)。

二、设计分析

使用光照强度作为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点，利用电桥，可将光线信号转换成电信号，再通过电压比较器等方式，可以有效地完成控制需要。这类设计中，只要能将光线信号取出，整个设计也便完成了大半，至于控制部分的设计，可采用继电器输出，这样就算驱动较大的路灯负载，只需再加接触器便可完成。

至于声控部分，可以在电路中加入一个麦克风(mic),感知外界声音的大小，再通过硬件转化成电信号，最终控制灯的亮灭。

声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时，路灯自动点亮，从而实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡使用寿命。可广泛应用于路灯，楼梯，走廊，卫生间等公共场所的照明控制。此控制器经济实用，即使一般的脚步声也能感应出来，灯泡发光照明好。

三、设计原理及电路图

路灯控制器电路主要由电源电路、声控电路、光控电路、延时电路，负载电路等构成。工作时，先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号，当两个信号同时有效时，声光控制电路才往下传输信号，才向开并电路送去信号，使开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供。总体框图如下图3-1所

示，工作

示，工作箭头所示：

声控电路

光控电路

照明电路

延时电路

开关电路

稳压电路整流电路

声光整流电路

电源电路

3-1路灯控制器的原理

3.1电源电路设计

电源电路的主要作用是为路灯控制器的负载提供电源，同时为其中的控制电路提电源，其由220V交流电源经过一个桥式整流的整流作用，再经过电阻R1,R2分压，C1滤波，使电压稳定在10V左右，为数字集成电路和其他负载电路提供稳定直流电压，同时经桥式整流过的电压经过开关管给光源负载供电。(电路如图3-2)

R1

R1

OK

D1-D4

R2

CI

18KP2pF

图3-2电源电路

3.2光声控制电路设计

控制电路的主要作用是完成对声控和光控电路的控制，即照明电路的亮与不亮都由控制电路来控制完成，控制电路是路灯控制电路中的主体电路，它包括声控和光控电路，只有当声控和光控电路同时起作用时，即既有光信号又有声音信路时，控制电路才会作用，开关打开。

光控部分采用光敏电阻的感光特性来工作的，即当有光线的时候，其处于低电阻状态，其上几乎不分得电压；在没有光线或者光线较暗的时候，其处于高阻状态。此电路就是利用光敏电阻的光电特性输出高低电平信号来起到光控作用的。电路如图3-3所示

vS

vSC

R8