光控自动路灯的设计与制作毕业设计论文.docx

1、 四川信息职业技术学院 毕业设计说明书 (论文 ) 论文题目 : 光控自动路灯的设计与制作 专 业 : 电气自动化技术 班 级 : 电 气 学 号 : 1126595455 姓 名 : 指导教师 : 二 0 一四年十一月十日 四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书 学 生 姓 名 我是你的范儿 学号 1126595455 班级 电气 专业 电气自动化技术 设计（或论文）题目 光控自动路灯的设计与制作 指导教师姓名 职称 工作单位及所从事专业 联系方式 备 注 半妆红豆 讲师 四川信息职业技术学院 设计（论文）内容： 1.分析电路，画出光控自动控制电路图； 2.根据电路图焊接硬件； 3.有光

2、敏度调节，有防干扰功能，能实现自动控制。 进度安排： 6 月：任务下达，理解消化任务要求；初步设定方案确定； 7 月 8 月：总体方案确定，草图绘制； 9 月：中期检查。查找问题，分析解决难点； 10 月中旬：完成硬件连接及调试； 10 月下旬 -11 月上旬：完成论文，准备答辩； 11 月中旬 -12 月：答辩。 主要参考文献、资料： 1 吕强电子技术基础机械工业出版社， 2006 2 陈有卿 555 时基电路电子工业出版社， 2007 3 徐立娟电力电子技术人民邮电出版社， 2010 4 阎石电子技术基础课程设计中央广播大学出版社， 1997 5 李振声实验电子技术国防工业出版社， 200

3、3 6 张绪光电工技术高等教育出版社， 2003 7 张晓东电工实用电子制作国防工业出版社， 2005 审 批 意 见 教研室负责人： 年月日 备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书 学 生 姓 名 我是你的范儿 学号 1126595455 班级 电气 专业 电气自动化技术 设计（或论文）题目 光控自动路灯的设计与制作 指导教师姓名 职称 工作单位及所从事专业 联系方式 备 注 半妆红豆 讲师 四川信息职业技术学院 1126595455 设计（论文）内容： 1.分析电路，画出光控自动控制电路图； 2.根据电路图焊接硬件； 3

4、.有光敏度调节，有防干扰功能，能实现自动控制。 进度安排： 6 月：任务下达，理解消化任务要求；初步设定方案确定； 7 月 8 月：总体方案确定，草图绘制； 9 月：中期检查。查找问题，分析解决难点； 10 月中旬：完成硬件连接及调试； 10 月下旬 -11 月上旬：完成论文，准备答辩； 11 月中旬 -12 月：答辩。 主要参考文献、资料： 1 吕强电子技术基础机械工业出版社， 2006 2 陈有卿 555 时基电路电子工业出版社， 2007 3 徐立娟电力电子技术人民邮电出版社， 2010 4 阎石电子技术基础课程设计中央广播大学出版社， 1997 5 李振声实验电子技术国防工业出版社，

5、2003 6 张绪光电工技术高等教育出版社， 2003 7 张晓东电工实用电子制作国防工业出版社， 2005 审 批 意 见 教研室负责人： 年月日 备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。I 目录 摘 要 . 1 第 1 章 绪 论 . 2 第 2 章 设计思路 . 3 2.1 整体方案的设计 . 3 2.2 工作原理 . 3 2.3 设计任务及目标 . 3 第 3 章 光控自动电路设计 . 4 3.1 相关元器件介绍 . 4 3.1.1 光敏电阻 . 4 3.1.2 整流二极管 . 4 3.1.3 三极管 . 5 3.1.4 继电器 . 6 3.1.5 555 时

6、基电路 . 7 3.2 光控自动电路设计 . 9 3.2.1 电源电路 . 9 3.2.2 光控电路 . 9 3.2.3 路灯控制电路 . 10 3.2.4 整体电路 . 11 3.2.4 元器件清单 . 11 3.3 电源设计 . 12 3.3.1 路灯电源 . 12 3.3.2 控制电路电源 . 12 第 4 章 光控自动电路制作与调试 . 13 4.1 光控自动电路制作 . 13 4.2 光控自动电路的调试 . 14 II 结 论 . 15 致 谢 . 16 参考文献 . 17 第 1 页 摘要 随着我国经济发展迅猛，国民对电能的使用日益提高，与此而来的就是电能的浪费。目前国内路灯照明光

7、源一般采用高压钠灯、高压汞灯和金属卤化物灯。常出现开灯早，关灯晚；或者开灯晚，关灯早的现象，不仅造成巨大的电能浪费、影响人们日常生活，还会损害城市形象、影响社会治安和交通安全，从而影响城市的投资环境。 总之，伴着城市规模的不断扩大，现有的路灯管理的方式方法已远远不能满足城市路灯发展与管理的需要，必须依靠现代化的高科技管理手段。光控路灯开关的发明与使用就显得十分重要。本设计基于光敏电阻的基本原理，设计了一个基于光控开关的路灯自动控制系统，实现路灯的智能控制。该系统通过对光控电路的设计、制作。并分析了研究过程中出现的问题，逐步找出光控开关的最佳设计方法。 关键词 ：光控路灯开关；光敏电阻； 555

8、 时基电路；光电转换 第 2 页 第 1 章绪论 随着夜晚的来临，城市里华灯初上，人民消除了白天的繁忙，漫步穿行于城市的街道上，在那霓虹灯漫彩的灯光下，一个个孩子欢快地玩耍着，一对对男女漫步于小道里、花园中，一辆辆汽车奔驰与公路上。我们经常可以看到，每天傍晚，当天色较暗，路边的路灯便自动点亮，每到清晨，当太阳照亮整个街道是，一排路灯就自动熄灭。其实实现这些功能并是不哪位辛勤的街道管理者，而是光电器件的杰作。其中，起主要作用的，就是光敏电阻。路灯已经成为一个城市照明系统不可分割更无 可替代的一部分，在城市照明中发挥着举足轻重的作用，而其所依靠的就是路灯自动的控制。其中，起主要作用的，就是光敏电阻

9、。路灯控制方式有很多，可以用 PLC、单片机以及更多的方法。本系统采用的是光敏电阻， 555 时基电路自动控制路灯。 本系统重点讨论的问题：实现光控路灯的原理设计。具体要求如下：采用光敏电阻进行光控；选择光敏电阻器件作为光控电路的主元件；设计光控电路原理图；硬件制作。 第 3 页 第 2 章设计思路 2.1 整体方案的设计 本次毕业设计题目光控自动路灯的设计与制作。此课题的设计方法多种多样，可以采用单片机， PLC 以及更多的方法。要求以路灯为控制对象，完成电路的设计与硬件的制作，实现以光线强弱和演示两种方式为控制路灯的亮灭功能。其中硬件电路部分包括两个部分：控制电路部分，路灯电路部分。 本系

10、统采用的是较为简单且经济的一种，用到 555 时基电路，光敏电阻，继电器等原件。 2.2 工作原理 光控自动路灯设计原理如图 2-1 所示，其主要部分是 555 集成电路控制上。 图 2-1 光控路灯工作原理图 2.3 设计任务及目标 根据所学知识画出设计原理图 ; 分析模块电路的功能； 按原理图焊接好电路，然后调试，直到达到毕业设计任务书的要求； 完成课题设计说明书。 第 4 页 第 3 章硬件设计 3.1 相关元器件介绍 3.1.1 光敏电阻 光敏电阻器又叫光感电阻，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

11、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）。 通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出 电子 空穴对，参与导电，使电路中电流增强。一般光敏电阻器结构如图 3-1 所示。 光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性，光谱特性，频率特性，温度特性。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。没有极性，纯粹是个电阻期间，使用时可加直流也可以加交流。 图 3-1 光敏电阻结构图 3.1.2 整流二极管 整流二极管一种用于将交流电转变为直流电的

12、 半导体器件 。如图 3-2 所示，通常它包含一个 PN 结 ，有正极和 负极 两个端子。 P区的载流子是 空穴 ,N 区的载流子是电子，在 P区和 N区间形成一定的位垒。外加使 P区相对 N 区为正的电压时，位垒降低，位垒两侧附 近产生储存载流子，能通过大电流，具有低的 电压降 （典型值为 0.7V） ,称为正向导通 状态 。若加相反的电压 ,使位垒增加，可承受高的 反向电压 ，流过很小第 5 页 的 反向电流 （称反向 漏电流 ），称为 反向阻断状态 。整流二极管具有明显的 单向导电性 。整流二极管可用半导体锗或硅等材料制造。硅整流二极管的 击穿电压 高，反向漏电流小，高温性能良好。通常高

13、压大功率整流二极管都用高纯单晶硅制造 (掺杂较多时容易 反向击穿 ）。这种器件的结面积较大，能通过较大电流（可达上千安），但工作频率不高，一般在几十千赫以下。整流二极管主要用于各种低频 半波整流电路 ，如需达到 全波整流 需连成 整流桥 使用。 图 3-2 1N4001 整流二极管 3.1.3 三极管 三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件，其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的 PN结，两个 PN 结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP 和 NPN 两种。 三极管工作原理 晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN 和 PNP 两种结构形式，但使用最多的 是硅 NPN 和锗 PNP 两种三极管（其中， N 表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p 是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，三极管结构如图 3-3 所示，下面仅介绍 NPN 硅管的电流放大原理。