觸控延時開關(guān)綜合課程設(shè)計.docVIP

機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)綜合課程設(shè)計觸控延時開關(guān)設(shè)計姓 名： 班 級： 指導(dǎo)教師： 日 期： 機(jī)電工程系引言目前的家用電器，如電視機(jī)、VCD、DVD、功放機(jī)等一般都配備了遙控器及智能化控制技術(shù)，給人們的適用帶來了極大的方便。隨之而來的家用小電器如電燈的控制也在自動化、智能化操作方面發(fā)展，只有這樣才能滿足現(xiàn)代話信息社會的要求。在幅員廣闊的農(nóng)村，夜晚熄燈后到處一邊漆黑，起夜開燈猶如瞎子亂摸，很不方便。如果把千家萬戶都適用的照明燈開關(guān)作成觸摸延時開關(guān)，一定會受到社會的歡迎。目錄第一章、設(shè)計任務(wù)與要求21.1要求完成的任務(wù)21.2設(shè)計一個樓道觸摸延時開關(guān)，要求如下2第二章、整體設(shè)計方案22.1電路設(shè)計基本原理22.2總體框圖2第三章、器件選擇33.1 555定時器33.2繼電器5第四章 觸摸延時電路的設(shè)計64.1 設(shè)計原理64.2觸控延時開關(guān)電路原理圖74.3 工作原理8后記8參考文獻(xiàn)8 第一章、設(shè)計任務(wù)與要求1.1要求完成的任務(wù)：（1）、計算參數(shù)，安裝、調(diào)試電路。（2）、畫出總的電路圖，寫出設(shè)計總結(jié)報告。1.2設(shè)計一個樓道觸摸延時開關(guān)，要求如下：（1）、設(shè)計一個樓道觸摸延時開關(guān)，其功能是當(dāng)人用手觸摸開關(guān)時，照明燈點(diǎn)亮，并持續(xù)一段時間后自動熄滅；（2）、開關(guān)的延時時間約為1分鐘左右。第二章、整體設(shè)計方案2.1電路設(shè)計基本原理單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個不同的工作狀態(tài)。在外界觸發(fā)脈沖作用下，它能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時間以后，在自動返回穩(wěn)態(tài)；暫穩(wěn)態(tài)維持時間的長短取決于電路本身的參數(shù)，與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無關(guān)。由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有這些特點(diǎn)，常用來產(chǎn)生具有固定寬度的脈沖信號。2.2總體框圖為完成設(shè)計要求，設(shè)計電路應(yīng)由如下幾個部分組成：（1）、完成由NE555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)對觸摸開關(guān)的延時。 （2）、由繼電器組成的控制電路通過繼電器的通、斷來實(shí)現(xiàn)對白熾燈的控制。設(shè)計原理圖如下：電源電路觸發(fā)電路計時電路負(fù)載第三章、器件選擇3.1 555定時器555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555。555 定時器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作。555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計所需的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3。圖三是555定時器內(nèi)部組成框圖。它主要由兩個高精度電壓比較器A1、A2，一個RS觸發(fā)器，一個放電三極管和三個5K電阻的分壓器而構(gòu)成。它的各個引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。3腳：輸出端Vo2腳：低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端4腳：是直接清零端。當(dāng)端接低電平，則時基電路不工作，此時不論、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。 圖三 555定時器內(nèi)部原理圖 圖一 圖二 555定時器邏輯符號 555定時器管腳圖 在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555時基電路的功能表如表一示。清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端Qn+1放電管T功能00導(dǎo)通直接清零10導(dǎo)通置011截止置11Qn不變保持表一555定時器邏輯功能表3.2繼電器繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制電路中，它實(shí)際上是一種“自動開關(guān)”。在設(shè)計中起著轉(zhuǎn)換電路的作用。圖四繼電器邏輯符號繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù) （1）、額定工作電壓 是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。 （2）、直流電阻 是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬用表測量。 （3）、吸合電流 是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。 （4）、釋放電流 是指繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。 （5）、觸點(diǎn)切換電壓和電流 是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。 第四章 觸摸延時電路的設(shè)計4.1 設(shè)計原理觸摸延時電路是基于時基芯片NE555構(gòu)成的電路，主要用于開關(guān)閉合后控制電路在一段時間后自動斷開達(dá)到延時的目的。 電路原理：觸摸延時開關(guān)電路主要由時基芯片NE555組成的定時電路，在這里接成單穩(wěn)態(tài)電路。平時由于觸摸端無感應(yīng)電壓，電容通過555第7腳放電完畢，第3腳輸出為低電平，繼電器KS釋放，電燈不亮。 當(dāng)需要開燈時，用手觸碰一下觸摸端，觸發(fā)信號電壓由加至555的觸發(fā)端，使555的輸出由低變成高電平，繼電器KS吸合，電燈點(diǎn)亮。同時，555第7腳內(nèi)部截止，電源便通過給充電，這就是定時的開始。當(dāng)電容上電壓上升至電源電壓的2/3時，555第7腳導(dǎo)通使放電，使第3腳輸出由高電平變回到低電平，繼電器釋放，電燈熄滅，定時結(jié)束。定時長短由、決定：=1.1 根據(jù)設(shè)計需要延時一分鐘=60s，設(shè)=100F ，則=550K4.2觸控延時開關(guān)電路原理圖 圖五 觸控延時開關(guān)電路原理圖4.3 工作原理工作原理：當(dāng)NE555三腳輸出高電平時，繼電器的線圈中會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合，電燈亮。當(dāng)NE555三腳輸出低電平時，繼電器中線圈斷電，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放，此時電燈熄滅。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的?？刂齐娐穮?shù)要求：繼電器由NE555三腳輸出電壓決定，由于NE55的供電電源是5V，所以3腳輸出電壓略等與5V ?？梢赃x用額定電壓5V的繼電器，二極管選用普通二極管。后記 通過本次對樓道觸摸延時開關(guān)的設(shè)計，使我從中學(xué)習(xí)到了許多的新知識，對觸摸延時開關(guān)的認(rèn)識又提升到了一個新的階段，對于樓道觸摸延時開關(guān)的設(shè)計，我們應(yīng)該抓住其本質(zhì)，主要包括直流穩(wěn)壓電源經(jīng)過整流、濾波、穩(wěn)壓為NE555提供工作電壓；完成由NE555定時器組成的單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)對觸摸開關(guān)的延時；由繼電器組成的控制電路通