灯光转换电路剖析.doc

传感器课程设计报告书 课题名称 灯光亮度自动转换电路 姓 名 学 号 院、系、部 电气工程系 专 业 电气工程将及其自动化 指导教师 2016年 7 月3日 目　录 第1章　设计目的 - 1 - 第2章　设计要求 - 1 - 第3章　硬件电路设计 - 1 - 3.1　基本原理 - 1 - 3.2 基本原理框图 - 2 - 基本原理图如图3-1所示 - 1 - 3.3　工作原理 - 2 - 3.4　单元电路设计、仿真与分析 - 2 - 3.4.1概述 - 2 - 3.4.2 仿真 - 3 - 仿真电路图如图3-2所示 - 3 - 3.4.3　器件介绍 - 5 - 第4章　设计总结 - 6 - 参考文献 - 7 - 第1章　设计目的 当夜晚行车远光灯打开时，若前方有相对行驶车辆，则驾驶员通常会将远光变为近光，避免对面车辆因受强光照射而无法正确判断前面路段情况，造成危险的情况。但在传统方式下，驾驶员手动调光所需延迟时间较长，并且驾驶员因频繁手动调光容易造成注意力分散，极易因此而引发交通事故。为了人身的安全以及驾驶员的舒适驾驶，设计构思了一种汽车远近灯自动控制系统。 第2章　设计要求 设计一个汽车灯自动控制开关电路，用光敏传感器实现自控，能在对面行驶车辆光照时自动切换到近光灯，无光照时又自动切换到远光灯。 (1)．利用光敏三极管作为光敏传感器，555作为滞后比较器来设计电路。 (2)．当光线强时，555的输出跳变，当光线暗到一定程度时，555 发生跳变。 第3章　硬件电路设计 3.1　基本原理 灯光亮度自动调节电路，它主要是通过光敏二极管的光电耦合作用来控制晶体管集电极电流的大小,即控制电容充电的快慢,也就控制了单结晶体管的导通时刻,即改变电灯两端的电压,使灯光亮度得到调节当光线较强时,光敏二极管的集电极电流减小,电容充电放慢,单结晶管导通时刻后移,控制角增大,电灯两端电压减小,则灯光亮度减弱.当光线较弱时,情况相反。这一电路能根据外界光线的强弱来自动调节灯光亮度。设计思想就是通过光敏三极管的特性，利用555定时器构成的施密特触发器来控制继电器的关断与闭合，使路灯亮灭。 　　　　　　　 基本原理框图 基本原理图如图3-1所示 图3-1　基本框图 3.3　工作原理 当被面对行驶车辆的灯光照射时，传感器接受的信号呈低阻状态，单向晶闸管导通,近光灯亮，远光灯灭；反之，远光灯亮，近光灯灭。 3.4　单元电路设计、仿真与分析 3.4.1概述 设计思想就是通过光敏三极管的特性，利用555定时器构成的施密特触发器来控制继电器的关断与闭合，使路灯亮灭。 施密特触发器是一种整形电路，它能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。与普通触发器相比，它有以下特点： （1）具有两个稳定的状态，但没有记忆作用，输出状态需要相应的输入电压来维持。 （2）属于电平触发，能对变化缓慢的输入信号作出响应，只要输入信号达到某一额定值，输出即发生翻转。 （3）具有回差特性，电路对从低电平上升和从高电平下降的输入信号具有不同的阈值电压，这种回差特性使其具有较强的抗干扰能力。 利用555定时器构成的施密特触发器，当有光时，输出产生低电平，使PNP三极管导通，点亮近光灯；利用555定时器构成的施密特触发器，当在无光时，输出产生高电平，使NPN三极管导通，远光灯亮。 光电转换路就是按照光敏三极管有光或无光时，呈现低阻或高阻状态设计的，它采用两个电阻分压来实现。电子开关就是利用三极管正偏饱和导通和截止状态来设计的。555定时器是一种将模拟电路与数字电路的功能巧妙结合在一起的多用途单片集成电路。施密特触发器是一种整形电路，它能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。与普通触发器相比，它有以下特点。具有两个稳定的状态，但没有记忆作用，输出状态需要相应的输入电压来维持。属于电平触发，能对变化缓慢的输入信号作出响应，只要输入信号达到某一额定值，输出即发生翻转。具有回差特性，电路对从低电平上升和从高电平下降的输入信号具有不同的阈值电压，这种回差特性使其具有较强的抗干扰能力。所以用555定时器构成施密特触发器来做控制电路。 3.4.2　仿真 仿真电路图如图3-2所示 图3-2　仿真电路 当开关闭合时，相当于有光照射。当有光照射的情况下，光敏三极管导通，使触发器的输入端为高电平，输出低电平，控制指示灯D2亮如图3-3所示。 图3-3　近光灯亮 当开关断开时，相当于无光照射。当无光照射的情况下，使触发器的输入端为低电平，输出高电平，远光灯路灯亮，控制指示灯D1亮如图3-4所示。 图3-4　远光灯亮 3.4.3　器件介绍 光敏三极管和普通三极管相