电子设计实验报告..docVIP

台灯自动开关台灯自动开关设计并制作一个台灯自动开关盒，以实现人来灯亮，人走灯灭，光照灯灭等节电功能；台灯盒有交流电源输入线和交流电源输出插座，输出可接额定电压220V，功耗不大于60W的台灯；具有两个传感器，即：（1）光敏传传感器。将其安装在开关盒适当的地方，作为检测光照；（2）对人体敏感的传感器，感应人体接近；自动开关盒做好后，将台灯的电源插头插入开关盒的电源输出插座，便可实现如下功能：（1）在晚上，当没有足够的光源照到光敏元件上时，若有人靠近台灯，它便自动发光，人离开台灯后，能自动断开电源；（2）在白天有足够强的光线（以适合于阅读为标准）照射到光敏元件上时，无论人靠近台灯，它都不会亮；为了实现智能开关自动调光的目的，准备了以下方案：单元电路设计计算元器件的选择 红外对射管部分：由于使用555延时器，所以要实现人来，人走 延时部分：由555延时器使用规则可得定时原件R、C，通过R接电源，并通过C接地，有延时时间为T=1.1RC，计算延时时间为11秒，验证结果为12秒。5脚到地接电容是为了提高比较器参数电压的稳定性。2脚接红外对射管经比较器的输出。 电灯驱动部分：JP1、JP2分别为接电源与接地的接孔。D2接光敏电阻部分的输出端，D3接延时器的输出端；只有当D2、D3的负极都为高电平时Q1的栅极为高电平，IRF540就导通，灯LED1就亮。为使IRF540不会损坏，所以R5为10K。 设计的具体实现 1.系统概述 由于要同时满足晚上和人经过两个条件，所以选择与门电路来做。而与门工作的条件即是电压同时为高电平，所以要让两个感应的部分当有满足条件的信号经过时输出为高电平。再利用达林顿管驱动，使得小灯泡发光。 而要使得两个感应的的部分同时输出高电平则可以利用电压比较器来做，当白天光敏电阻阻值小时，光敏电阻分压小，输出低电平；相反，当晚上光敏电阻阻值大时所分得的电压大输出高点平。 同理，运用电压比较器，当无人经过时红外接收管阻值较大，分得的电压大输出高电平。而为了延时运用555定时器所需要的是低电平输入高电平输出，所以当无人经过，电压比较输出高电平时555定时器不工作。相反，当人经过红外线经过人体反射被红外接收管接收其电阻阻值变小，从而使得通过电压比较器最终输出低电平，使得555定时器工作输出高电平。并且起到延时的作用。 当两端同时满足条件输出高电平时，经过与门输出高电平使得灯泡发光。 1、人体感应： 运用红外发射接收对管检测人是否进入所在范围。在人进入之前，由于红外发射和接收管并行排列，接收管没有接收到红外信号，其电阻阻值很大； 当人进入后，发射管发出的红外信号被人体反射，当接收管接收之后电阻阻值变小。当电阻很大时，通过LM358所构成的比较器时输出为高电平。相反，当电阻很小时通过LM358所构成的比较器时输出为低电平。 2、光线感应： 运用光敏电阻来感应光线的变化。当白天光线强时，光敏电阻的阻值较小；而当晚上光线较弱时，其电阻阻值较大。当电阻很大时，通过LM358所构成的比较器时输出为高电平。反之，输出为低电平。 3、延时： 555定时器作延时，其为低电平输入高电平输出。所以，在人体感应端，当无人经过，红外管电阻很大时，通过LM358所构成的比较器时输出为高电平，此时的555不工作，对应的与门端为低电平。相反，当电阻很小时通过LM358所构成的比较器时输出为低电平，此时的555工作，输出高电平。 电路框图： 2．?单元电路设计、仿真与分析 1、人体感应： 实际测量值： 无人时 同相输入端 4.11V 反相输入端 2.19V 输出端 3.72V 有人时 同相输入端 0.0049V 反相输入端 2.19V 输出端 0.0042V 仿真值： 有人经过时LM358输出端电压为1.66V，是一个低电平，符合要求。 2、光线感应： 实际测量值： 白天时 同相输入端 1.24V 反相输入端 3.35V 输出端 0.93V 黑夜时 同相输入端 4.72V 反相输入端 3.36V 输出端 4.96V 仿真值： 白天时，比较器LM358输出端的电压为1.66V，是一个低电平符合要求。 3、延时： 实际测量值： 无人时 输入 3.72V 输出 0.0016V 有人时 输入 0.0043V 输出 4.46V 555定时器输入 u/v 0 t/s 555定时器输出 t0 t1 u/v 12s 4.46v 0.004v 0 t/s 3．电路的安装与调试