課程設計--自動窗簾的設計.doc

精品文檔簡易窗簾自動閉合電路摘要窗簾自動開閉電路的設計包括信號獲取及轉換為電信號，利用電信號實現(xiàn)控制，以及各種控制狀態(tài)的自動轉換。通過張光敏電阻轉換為電信號，繼而利用555構成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器根據(jù)不同情況輸出高低電平，利用高低電平控制三極管的導通與否實現(xiàn)繼電器開關的開斷，在限位開關的控制下實現(xiàn)電機的正反轉和停轉。關鍵詞：光敏電阻 555觸發(fā)器 繼電器 電機目錄第一章 簡易自動窗簾的功能要求第二章 自動開閉窗簾的基本組成和工作原理第一節(jié) 系統(tǒng)組成框圖第二節(jié) 主要單元電路設計1、光強檢測電路和光強信號處理電路2、電動機的控制電路3、電機開關電路4、電源電路第三節(jié) 電路原理圖第三章原器件清單第四章 設計體會第五章 主要參考資料第一章 簡易自動開閉窗簾的功能要求功能：設計一個簡易窗簾自動開閉電路，使之可以檢測到光線的強弱，同時根據(jù)光線的強弱，自動將窗簾打開和關閉。要求：1 要求電路能夠通過感應裝置，檢測到光線的強弱。2 要求電路根據(jù)光線的強弱，自動將窗簾打開和關閉。3 要求電路能夠在床簾接觸到邊沿時，自動切斷電源。第二章 自動開閉窗簾的基本組成和工作原理第一節(jié) 系統(tǒng)組成框圖簡易窗簾自動閉合電路的總體框圖如下，由光強檢測電路，光強信號處理電路，電動機的控制電路，電源電路四部分組成。電動機的控制電路光強信號處理電路光強檢測電路電源電路光強檢測電路功能是利用光敏電阻的特性，入射光強時，電阻減小，入射光若是電阻增大，光敏電阻阻值的大小同時影響與其并聯(lián)之路的電壓，進而將光信號轉換成電信號。光信號處理電路的功能是將光強檢測電路的信號通過555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器得到一個電平信號，為控制電路做準備。電動機的控制電路接受到上個電路的信號，控制三極管的導通與否，有三極管的導通與否控制電動機的正反轉，當電動機驅動的窗簾到達窗戶的邊緣時，通過接觸開關的閉合與斷開實現(xiàn)電動機的運動與停止。電源電路是為上述所有電路提供直流電源。第二節(jié) 主要單元電路設計 （1） 光強檢測電路和光強信號處理電路如圖所示，光強監(jiān)測電路實際上就是一個光敏電阻，當光敏電阻接受到強光時，電阻減小，接收到弱光時電阻增大，在光敏電阻的阻值變化的同時影響與其并聯(lián)之路的電壓，進而將光信號轉換成電信號。圖中所示光強處理電路主要是由555定時器及分壓電阻和電容組成的，光敏電阻阻值的改變影響到所串聯(lián)的兩個電阻的電壓，可使輸入555的信號發(fā)生變化，555此時在此組成的是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，現(xiàn)將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理作如下解釋：設輸入信號為一列脈沖串，第一個負脈沖觸發(fā)端后，輸出變?yōu)楦唠娖?，電容開始充電，如果 ，由于未達到，將一直保持為高電平，截止。這段時間內，輸入負脈沖不起作用。當達到時，輸出很快變?yōu)榈碗娖剑乱粋€負脈沖來到，輸出又上跳為高電平，電容又開始充電，如此周而復始。輸出脈沖的延遲時間為：輸出脈沖的周期為分頻系數(shù)主要由延遲時間決定，由于時間常數(shù)可以取得很大，故可獲得很大的分頻系數(shù)（2） 電動機的控制電路如圖所示，本電路主要由一個pnp管，兩個npn管，二極管，電阻與繼電器構成。Vi是555定時器的輸出端，vcc是電源電路，提供大約6.8v。下面解釋其工作原理：此電路實現(xiàn)的主要功能是通過vi電平的不同對于三個三極管狀態(tài)的影響，繼而使得繼電器的線圈得電或者失電繼而影響開關的閉合和斷開。白天時，vi是低電平，約為0v則BG1的B1為0v。約為6v，經(jīng)繼電器線圈接地約為0v，則處于截止狀態(tài)，此時的約為6v，呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，在此情況下將處于放大狀態(tài)，即發(fā)射結正偏集電極反偏，由此的將被鉗制在0.7v，此時截止，導通，繼電器1失電繼電器2得電，D1在此作用是保證的可靠截止。當晚上時vi為高電平，因為555的特性，vi約為6v。因BG1的B1經(jīng)二極管恒壓降后約為5.3v。這時BG1發(fā)射結正偏集電極反偏，BG1導通。BG2的B2約為6v，E2約為6v，此時BG2處于截止狀態(tài)，由此BG3也處于截止狀態(tài)。此時BG1導通，BG2和BG3截止，繼電器1得電，繼電器2失電。繼電器線圈在通電時儲存能量，當繼電器突然斷電時，線圈兩端會產(chǎn)生一個很大的電壓，若是沒有二極管組成的回路，線圈會有燒壞的可能，當加上一個二極管實現(xiàn)全組成一個回路，使線圈實現(xiàn)放電。通常稱這樣的二極管為續(xù)流二極管由此，控制電路可以實現(xiàn)天亮時接通繼電器二斷開繼電器一，天黑時接通繼電器一斷開繼電器二。為繼電器的開關電路控制電機做準備。（3） 電機開關電路此電路利用限位開關和繼電器開關的開段來完成電機的正反轉。限位開關又叫行程開關可以安裝在靜止的物體上或是運動的物體上。當有物體靠近時，開關的連軸驅動開關節(jié)點引起節(jié)點的閉合與斷開。開關的狀態(tài)改變著電機的正反轉。當白天時，繼電器1不工作繼電器2工作，這樣J2-1，J2-2吸合J1-1J1-2斷開，電機兩端電壓處于正方向，電機開始正傳，此時限位開關bc處于閉合狀態(tài)當窗簾到達邊沿時，bc斷開電源被切斷，則電機停轉。夜晚時，繼電器1工作繼電器2不工作，這樣J1-1J1-2吸合J2-1，J2-2斷開，電機兩端電壓處于反方向，電機開始反傳，此時限位開關ab處于閉合狀態(tài)當窗簾到達邊沿時，a b斷開電源被切斷，則電機停轉。（4） 電源電路第三節(jié) 電路原理圖簡易窗簾自動開閉電路的總電路如圖。該電路由光強檢測電路，光強信號處理電路，電由光強檢測電路，光強信號處理電路，電動機的控制電路，電源電路四部分組成。動機的控制電路，電源電路四部分組成。第三章 元器件清單簡易窗簾自動開閉電路中所使用的電子器件如下表BG1,BG2(3DG12)的主要參數(shù)為PCM=700mW, ICM=300mA，VCE（sat）0.6V，hfe30，fT150MHz，放大器功率增益AP6dB。BG4(3DG12B)， 采用通用型 （Uni）封裝方式。生產(chǎn)廠家:中國大陸半導體企業(yè)制作材料:Si-NPN性質:通用型 （Uni）封裝形式:通用型 （Uni）極限工作電壓:45V最大電流允許值:0.3A最大工作頻率:200MHZ引腳數(shù):4可代換的型號:最大耗散功率:0.7WPNP型硅平面高頻小功率三極管 3CG14 電參數(shù)極限參數(shù)直流參數(shù)交流參數(shù)外形PCMmWICMmABVCBOVBVCEOVBVEBOVICBOAICEOAIEBOAVBESVVCESVhFEfTMHzCobPF測試條件IC=100AIE=100AVCB=-10VVCE=-10VIC=10mAIB=1mAVCE=-10VIC=5mAVCE=-10VIC=5mAf=30MHzVCB=-10Vf=25MHz型號3CG14A3CG14B3CG14C3CG14D3CG14E3CG14F3CG14G100301525152515254040.10.510.510010020020025025020010010B-4第四章 設計體會這是我首次的課程設計，剛聽說要做東西時我是茫然的。不知道怎樣入手，但聽了老師的引導，有了大致的思路，而后著手做課程設計時更是郁悶，但當東西弄出來時，覺得很有成就感，設計與搜索過程的焦急與不快都覺得值得。這次課程設計我的氛圍四個模塊，針對每個模塊我都有搜集幾種不同的方案。通過比較我可以看到不同的知識可以實現(xiàn)到同樣的功能。由此體現(xiàn)了設計的靈活性，知識運用的成熟度決定了你設計的多樣性。在比較的過程中，我加深了對知識的理解度，看到課本上的散亂的知識點是怎樣集合到一塊來為生活服務的。同時在搜索的過程，提高了我信息的檢索能力，網(wǎng)上的東西很多，找到最適合自己的是困難的，在此過程中我這個方面的能力有所提高。再者，這次課程設計為我們提供了一次練兵機會，學過的軟件，沒學過的都在這次設計中出來了，平時的積累在此時就體現(xiàn)出來了，在相互的交流過程中，我們互相討論互相幫助，共同進步。下面介紹下我在此次設計中的思路，首先是電源電路，模電課本上有很多種方案，單相橋整流電路，倍壓整流電路以及資料上其他的整流電路，最后我選擇了一個最常用的電路，穩(wěn)定性好價格適中。信號的采集是采用分壓法 ，也是最適合的方尺。而后采用555構成了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，產(chǎn)生不同的信號用以控制后面繼電器的工作狀態(tài)，控制電機正反轉，我遇到了問題，有一種方案很好，就是有個缺陷，我采用一個二極管限流后效果仍是不理想。最終我聽從了老師的建議，換另外一種控制方尺，最終我選擇了繼電器這個器件，這種控制方尺沒有其他幾個同學的控制方法好，但我喜歡自己這種方法，因為我學會了如何運用了繼電器。電機的停止我最初的想法是用定時器，但沒有找到合適的方法，如果時間允許，我會設計出來的，但是這樣代價高，因為用一個接觸開關就行了簡短而實惠。這就是我在本次課程設計的思路和遇到的困難，最終我把一個完整的方案做成時還是收獲匪淺。參考文獻1 何小艇，電子系統(tǒng)設計，浙江大學出