课程设计 ---卫生间照明灯、换气扇自动控制电路.doc

第一章 引言 课题研究的目的和意义 研究目的：通过这次的课题研究我们希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高我们的动手能力，创新意识，及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我们也希望这次的研究能让同学进一步地了解照明灯，而不是仅局限与课本知识以内。从小的突破点入手，掌握又一项科技知识，从而实现课堂外的又一次提高,为现代教育科学尽一份力量！ 研究意义：为了能及时地将卫生间内的异味排出，很多家庭都装了换气扇，但一些来客或小孩常常忘记打开换气扇。为了解决这个问题，设计了一种能自动控制换气扇和照明灯的电子装置，这样不给上卫生间的人增添任何麻烦，又能自动换气和开、关灯，节能而方便。 第二章 总体方案设计 2.1 课题分析 它主要由10部分组成：电阻；光敏电阻；涤纶、电解、金属化电容；电位器；整流、稳压二极管；晶体三极管；双向可控硅等等。能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果时间过长就应该减小电阻或电容的值，反之则增大。光敏电阻也会使灯的时间受到影响。在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人去厕所时，门触发发出触发脉冲，灯亮换气扇工作。当人走后，灯和换气扇经过一段时间自动停止工作。把触发信号转换为直流信号。经过延时电路以后送到控制电路，由控制电路去控制可控硅，若可控硅断开，则整流电路负载断开，若导通，则整流电路负载导通。光敏控制电路把光照变成电信号，从而去控制音频信号往后边输送情况。可见：本电路灯泡和换气扇要受可控硅的控制，可控硅受555触发器取得的触发信号和光敏电阻的控制，从而可以实现触控和光控；灯亮和换气扇工作的时间由延时电路的时间长度决定。 2.2设计方案 该装置电路工作原理图为： 电路工作原理： 它是由磁开关电路、单稳态延时电路、照明灯控制电路、换气扇控制电路和电源电路等组成。当卫生间门关上时，永久磁铁ZT与常闭型干簧管AG靠得很近，由于ZT的磁力作用，导致AG内丙触片断开，三极管VT无偏流而截止，此时时基集成电路IC1的②脚呈高电平，故IC1处于复位状态，IC1的③脚输出低电平，继电器J无电流不吸合，换气扇和照明灯均处于断电状态。一旦有人进入卫生间，在进门的瞬间必然导致ZT与AG的距离增大，而使得ZT的磁力线不能作用于AG上，故AG内两触片复位接触，此时三极管得到偏流而导通。VT导通后使IC1的②脚变为低电平（仅为VT的饱和压降值），IC触发置位，此时IC1的③脚由原来的低电平跳变为高电平，继电器J励磁吸合。J吸合后，其常开触点J1－1闭合，换气扇M通电工作，开始排气。与此同时，J的另一组常开触点J1－2也闭合，照明灯H通电点亮，其高度可由RP调节。如果是白天，由于有较强的光线照射在光敏电阻CdS上，从而使CdS的内阻很小，移相电容器C6两端的电压不足以使触发二极管2ST导通，故VS无触发电流而阻断，照明灯H不会点亮。夜晚由于没有阳光照射在CdS上，因而CdS的内阻变得很大，相当于开路，此时2ST导通，VS导通，照明灯H点亮。 开门进入卫生间后，尽管门又关上，此时由于IC1的单稳态作用，电路仍处于换气及照明（夜晚）状态，开门走时，导致ZT远离AG，之后再次关门，导致ZT又靠近AG，延时一段时间，灯和换气扇均会自动停止工作。为了确保门平时处于关闭状态，有必要在门外安置一根拉簧或换用带扭簧的活页，这样出门后门自动闭合，确保ZT和AG靠拢。　　该装置由电容器C5降压限流，全桥U整流后由C4滤波，VDW稳压后供给电路直流电源。 2.3仿真图和生成的PCB板图 2.3.1 Multisim7基本界面 基本界面如图1-1所示。基本界面最上方是菜单栏（Menus），共11项；菜单栏下方左面为系统工具栏（System Toolbar），共11项；中间为设计工具栏（Multisim Design Bar），共8项；再往右是使用中元件列表（In Use List）和帮助按钮；右上角为仿真开关（Simulate Switch）。 基本界面的左侧为元件工具栏，其中23个元件库中分别放置同一类型的元件，左列从上到下分别是电源库（Source）、基本元件库（Basic）、二极管库(Diode)、晶体管库（Transistor）、模拟元件库（Analog）、TTL器件库（TTL）、CMOS器件库（CMOS）、各种数字元件库（Miscellaneous Digital）、混合器件库（Mixed）、指示器件库（Indicator）、其它器件库（Miscellaneous）、射频元件库（RF）和机电类器件库（Electro mechanical）。右列为与实际元件相对应的现实性仿真元件模型快捷键按钮，共10类，从上至下分别是：虚拟