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光控路灯的设计

课程设计任务书

题目路灯光控开关的设计

专业、班级学号姓名

主要内容：利用二极管，光电池，继电器等器件设计一个可以通过光线变化自动控制路灯开关的电路。

基本要求：

(1). 能正确控制路灯开关。

(2). 写出相关设计原理。

(3). 画出电路图。

主要参考资料：

(1)传感器与传感器技术何道清编科学出版社

(4)传感器理论与设计基础单成祥编国防工业出版社

完成期限

指导教师签名：

课程负责人签名：

年月日

路灯光控开关的设计

摘要:光控路灯可以根据光线明暗自动控制开关状态，主要用在楼道等公共场所。光电池是能将光信号转换成电信号的器件，通过三极管组成的多级放大电路可实现控制功能。此次实验的路灯控制器是由光电池，放大器，继电器，二极管，电源电路等元件组成，核心是光电池转换光信号，传送到继电器，然后由继电器控制电路通断。通过此次设计了解常用路灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案。通过此次课程设计能增强动手能力和实际电路设计能力，更深刻理解相关电路原理及光敏元件光电特性，继电器控制通断原理，加强对相关理论知识的理解。

关键词：继电器；光敏元件；关照变化；控制

1.设计目的 (4)

2.基本要求 (4)

3.设计方案 (4)

3.1 路灯控制器原理 (4)

3.2 电路分析 (5)

3.3 器件选择 (7)

4.电路原理图 (10)

6.元器件列表 (12)

7.心得体会 (13)

8.参考文献 (14)

1.设计目的

利用二极管，光电池，继电器等器件设计一个可以通过光线变化自动控制路灯开关的电路。

2.基本要求

(1). 能正确控制路灯开关。

(2). 写出相关设计原理。

(3). 画出电路图。

3.设计方案

3.1 路灯控制器原理

此路灯控制器设计主要由电池，放大器，继电器，二极管，电源电路等元件组成，继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。在这个电路中随着光照的变化，继电器会相应的吸合或者断开，即决定路灯工作与否。白天有光照，光电池输出电动势，BG1加正向偏压，BG1和BG2处于截止状态，继电器J不吸合，灯L不亮。当夜晚没有光照，光电池无电动势，BG1加反向偏压，当上升到一定程度后，BG1导通，BG2随之导通，继电器J吸合，灯L点亮。

图 3-1 光电开关

以光电池为核心元件的带继电器控制输出的光控开关电路有许多形式，在本实验使用了简单的继电器开关电路。其工作原理是：有光照时由于光电池输出电动势，激励电流使继电器工作，常开触点闭合，没有光照时光电池不输出电动势，常闭触点断开，实现对外电路的控制。线路的主回路的相线由交流接触器的三个常开触头并联以适应较大负荷的需要。

3.2电路的分析

利用光照为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光电池，利用其有光线时输出电动势，而无光线较时则不输出电动势的特点，可将光线信号转换成电信号，再通过继电器控制通断可以有效地完成控制需要。这类设计中，只要能将光线信号取出，整个设计也便完成了大半，至于控制部分的设计，可采用继电器输出，这样就算驱动较大的路灯负

载，只需再加交流接触器便可完成。在本系统的设计中，如何提高系统在光线临界状态的稳定性，是设计的难点所在。在设计中若能用运放电路来完成处理，则可将运放接成电压比较器的方式，这样可以完成较为精确的起控；若采用分立元件来处理，可以采用稳压管来稳定工作点，只有当分压大于稳压管的击穿电压时，电路才能起控。光控路灯控制器可以自动实现白天路灯自动点亮晚上自动关掉，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡使用寿命。可广泛应用于楼梯，走廊小区等公共场所的照明控制。

继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx，继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym，即常开触点从断到通。一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不再起变化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf，继电器开始释放，常开触点断开。我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入－输出特性。释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数，即 Kf= xf /xx 触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率

P 0之比叫做继电器的控制系数，即Kc=PC/P

。

图3-2 继电器的输入输出特性

3.3器件的选择

3.3.1半导体二极管

几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。二极管种类有很多，作用也很多，主要作用包括整流，限幅，箝位，隔离。我们设计所用的二极管组就是其中的整流二极管。二极管按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。在综合实践中，我用的是整流二极管。1N4002是一种整流二极管，它是利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。

3.3.2三极管

三极管按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电集c。三极管的放大作用就是：集电极电流受基极电流的控制（假设电源能够提供给集电极足够大的电流的话），并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系：集电极电流的变化量是基极电流变化量的β倍，即电流变化被放大了β倍，所以我们把β叫做三极管的放大倍数（β一般远大于1，例如几十，几百）。

如果我们将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流Ib的变化，Ib的变化被放大后，导致了Ic很大的变化。如果集电极电流Ic是流过一个电阻R的，那么根据电压计算公式U=R*I可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。我们将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。

3.3.3 电容

电容器的基本作用就是充电与放电，但由这种基本充放电作用所延伸出来的许多电路现象，使得电容器有着种种不同的用途，用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。

3.3.4 发光二极管

发光二极管简称LED，是一种将电能转换为光能的特殊二极管，是用半导体材料制作的正向偏置的PN结二极管。发光二极管工作于正向偏置状态，正向电流通过发光二级管，它会发出光来，光的颜色视发光管的材料而定，用红色，黄色，绿色等等颜色。正向工作电压一般不超过2v，正向电流为10mA左右，其发光机理是当在PN结两端注入正向电流时，注入的非平衡载流子（电子－空穴对）在扩散过程中复合发光，这

种发射过程主要对应光的自发发射过程。按光输出的位置不同，发光二极管可分为面发射型和边发射型。我们最常用的LED是 InGaAsP/InP双异质结边发光二极管。

发光二极管的发光原理同样可以用PN结的能带结构来解释。制作半导体发光二极管的材料是重掺杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高的电子，P区有较多的迁移率较低的空穴。由于PN结阻挡层的限制，在常态下，二者不能发生自然复合，而当给PN结加以正向电压时，沟区导带中的电子则可逃过PN结的势垒进入到P区一侧。于是在PN结附近稍偏于P区一边的地方，处于高能态的电子与空穴相遇时，便产生发光复合。这种发光复合所发出的光属于自发辐射，辐射光的波长决定于材料的禁带宽度Eg。发光二极管具有可靠性较高，室温下连续工作时间长、光功率－电流线性度好等显著优点，而且由于此项技术已经发展得比较成熟，所以其价格非常便宜。因此在一些简易的光纤传感器的设计中，如果LED能够胜任，选用它作为光源即可大大降低整个传感器的成本。然而LED的发光机理决定了它存在着很多的不足，如输出功率小、发射角大、谱线宽、响应速度低等。因此，在一些需要功率高、调制速率快、单色性好的光源的传感器设计中，就不得不以提高成本为代价，选用其它更高性能的光源。

3.3.5光电池

光电池是利用光生伏特效应直接把光信号转变成电信号的器件，通过磷（或硼）扩散形成Pn结而制作成的，用掺杂的氧化硅来制作的，掺杂的目的是为了影响电子或空穴的行为。在有光照的情况下就是一个电源。它是一个大面积的PN结，当光照射到PN结上时，便在PN 结两端产生电动势。当P-N结受光照时，样品对光子的本征吸收和非

本征吸收都将产生光生载流子。但能引起光伏效应的只能是本征吸收所激发的少数载流子。因P区产生的光生空穴，N区产生的光生电子属多子，都被势垒阻挡而不能过结。只有P区的光生电子和N 区的光生空穴和结区的电子空穴对（少子）扩散到结电场附近时能在内建电场作用下漂移过结。光生电子被拉向N区，光生空穴被拉向P区，即电子空穴对被内建电场分离。这导致在N区边界附近有光生电子积累，在P区边界附近有光生空穴积累。它们产生一个与热平衡P-N结的内建电场方向相反的光生电场，其方向由P区指向N区。此电场使势垒降低，其减小量即光生电势差，P端正，N端负。于是有结电流由P区流向N区，其方向与光电流相反。如果这时分别在P型层和N型层焊上金属导线，接通负载，则外电路便有电流通过，如此形成的一个个电池元件。

4. 电路原理图

路灯光电控制线路主回路相线由交流接触器CJD-10的三个常开触头并联以适应较大负荷需要，接触器触头的通断由控制回路控制。

当天黑无光照时光电池2CR本身的电阻和R1，R2组成分压器，使BG1基极电位为负，BG1导通，经BG2，BG3，BG4构成多级直流放大，BG4导通使继电器J动作，从而接通交流接触器，使常开触头闭和，路灯亮。当天亮时，光电池受光照射后，产生0.2~0.5V电动势,使BG1在正偏压后截止，后面多级放大器不工作,BG4截止，继电器J释放使回路触头断开，灯灭。调节R1可调整BG1的截止电压，以达到调节自动开关的灵敏度。

图3-3 总电路图

5. 元器件列表

元件名称元件参数R1 470K

R2 200K

R3 10K

R4 57K

R5 4.3K

R6 25K

R7 10K

R8 280K

C1 200UF

C2 200UF

C3 100UF

6. 心得体会

课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，通过此次课程设计，我明白了路灯控制器的工作原理，即通过光电池将光信号转换成电信号，利用继电器的通断控制路灯相应的开启或关闭。也进一步掌握了电路设计的技巧，熟练了用制图工具制图的方法以及WORD编辑文档的相关技巧，更深刻理解了光电池，继电器，二极管，三极管的特性。平时上课学到的理论运用于实践，理解的更直观。巩固与扩充了光电传感器等课程所学的内容，相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高，也从中发现了自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。

在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，学会了很多平时理论课学不到的知识。课程设计过程中我也遇到了很多问题，在老师的指导和同学的帮助下得到了顺利解决。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

7 .参考文献

(1)传感器与传感器技术何道清编科学出版社

(2)传感器实用装置制作集锦陈尔绍编北京邮电出版社

(3)传感器原理及应用黄贤武编电子科技大学出版社

(4)传感器理论与设计基础单成祥编国防工业出版社

(5)智能传感器系统刘君华编西安电子科技大学出版社

现代城市道路路灯设计

学号：成绩：现代城市道路路灯设计院部：光电信息工程学院专业：光电信息工程姓名：石杰仁指导教师：周海滨二〇一二年五月

摘要随着城市市政建设的发展，传统的路灯控制与维护手段以远远不能适用城市现代化发展的速度。城市市政建设日新月异，宽阔的街道，各种各样的路灯给城市带来了光明的同时也增添了城市的魅力。但是由于道路路灯众多，传统的人工管理模式已经和快速的现代化的城市健设不相适应。本文将介绍用小器件模拟现实物品。设计个简单的基于光电传感器控制继电器的路灯控制系统，阐述系统控制的原理。关键词：光电传感器；继电器；路灯控制

Abstract With the development of municipal construction, the traditional means of control and maintenance of street lights to fall far short of the rate applicable to the development of urban modernization. City municipal building with each passing day, wide streets, a variety of street lamps brought light and also adds the charm of the city. However, due to a number of road lamps, traditional manual management mode and the rapid modernization has been the city can not meet health setting. This article describes a small device simulation with the real items. Design a simple relay-based optoelectronic sensor control lamp control system, describes the principles of system control. Keywords: photoelectric sensor; relay; lamp control

基于51单片机智能路灯控制器设计与实现

摘要摘要现在，随着微电子技术和集成电路技术的快速发展，单片机技术无处不在。单片机作为计算机科学与技术的重要组成部分，作为嵌入式系统的先头兵，片上系统的先行者，已经被广泛应用到了各行各业，尤其是与控制相关的领域，极大的提高了产品的智能化程度和技术水平，已经成为了当今社会十分重要的技术领域。随着社会需求和单片机应用领域的不断扩展，各类智能产品、控制系统都是以单片机技术为核心来进行开发设计的。本系统采用MSC—51系列单片机89C51和相关的光电检测设备及设计智能路灯控制器，实现了能根据实际光线条件通过8051芯片的P1口控制路灯开关功能。随着社会文明的不断发展，城市照明已不仅局限于街道照明，而且发展成了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。关键词：路灯单片机技术设计

ABSTRACT ABSTRACT Nowadays, with the rapid development of micro-electronic technology and integrated circuit technology, Single Chip Micro-computer (MCU) technology is being used everywhere. MCU has been used in all kinds of industries, especially in the areas concerning the controlling as the important ingredient in the computer science and technology, the front-runner in the embedded system. It has improved products’Intellectualized and technical standards and been a quite important technical area in our recent social needs and the applied areas of MCU expanding, types of mental produce and control systems are designed with MCU as the central technology. The system uses MSC MSU-51 and Relevant photo electric equipment to design intelligentized controller of streets lights and realize the function of controlling the switches according to the actual conditions of light through P1 port of 8051 chip. As the ever-accelerated development of social civilization, City light is not only confined to the street lighting but also developed into the urban landscape and decorative Keywords: lamp MCU-technology design

基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真

信息工程学院课程设计报告书题目: 基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真课程：电子线路课程设计专业：电气工程及其自动化班级：学号：学生姓名：指导教师： 2015年 01月 06日

信息工程学院课程设计成绩评定表

摘要现在，在公共场所和公共楼道中，灯光长时间量着的现象是十分的普遍，这给社会造成了极大的能源浪费。另一方面，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。声光控路灯则无这种问题。针对目前社会上很多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控路灯控制系统。本系统利用自制直流稳压电源供电，根据光敏电阻的阻值变化判断光线强弱，用咪头测声音信号，LM324 对信号进行放大和构成比较电路。由74LS08D 的与门，实现对信号的筛选，从而对开关部分发出开启或关闭的信号。继电器控制驱动灯泡，由RC 充放电路进行延时。通过对外界信号的选择，声光控路灯实现自动控制灯亮。仅当光线较暗并且有声响时，路灯才会自动点亮，并延时20 秒左右熄灭。此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声音和无光情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。声光控路灯控制器可以自动实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡的使用寿命。可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。词控制器经济实用，即使一般的脚步声也能使灯泡发光照明。关键字：声光控制；LM324；继电器；延时 Abstract Now, in public places and public corridor, light long time measured by the phenomenon is very common, which caused a great waste of energy to the society. On the other hand, due to frequent switching or man-made factors, the damage to the wall switch rate is very high, increasing the amount of repair, waste of funds. Sound and light control of street lamp is not the problem. In view of the present society many places use pilot lamp lighting, can not realize intelligent lighting lighting caused a huge waste of energy. In response to the science and energy-saving emission reduction of scientific development to design the sound and light control of street lamp control system. Homemade DC stabilized voltage power supply by using this system, according to the photosensitive resistor change to determine the light intensity, measured voice signal by microphone, LM324 for signal amplification and comparison circuit. By 74LS08D and gate, screening of signal, which sends a signal to open or close to the switch part. Relay control driver bulb, for delay by the RC charging and discharging circuit. To the outside world through the selection of signal, sound and light control of street lamp realizes the automatic control of light. Only when the light is dark and sound, lights will automatically light up, and delay 20 seconds out. This system can control the lamp good light out, with sound and light circumstances lights, in other cases the lamp, so as to achieve the effect of saving energy. The sound and light control of street lamp controller can automatically realize people to light, people walk lamp, convenient and practical. Not only the electric energy saving, but also can prolong the service life of the bulb. Can be widely applied to the stairs, corridors, bathrooms lighting control and living area and other public places. Word controller is economical and

光控路灯

题目: 自动光控路灯系统设计班级：学生姓名：实习时间：2010-11-22——2010-12-03

1.功能要求（1）白天时，路灯自动关闭（路灯可用小灯泡代替。但必须用继电器控制路灯）；（2）晚上时，路灯自动打开；（3）可以调节亮度触发点。 2.方案论证光敏电阻的阻值随入射光的强弱变化而变化，无光照时的阻值叫暗阻，通常很大；在光线照射时的阻值很小，叫亮阻。通过测量，得到本次试验中的光敏电阻亮阻值约为10K，暗阻值约为500K。此次试验中使用的继电器为3V标号，通过测量发现，当它两端输入电压超过2.45V时，其常开触点闭合。光电器件是利用半导体材料的光电效应进行工作的，光敏电阻接受光信号后电阻值发生变化，将其转换为电信号加到的三极管的基极，经处理后从集电极输出，输出电压随光照强度的增加而增大，通过继电器实现路灯的自动转换。在本系统的设计中，如何提高系统在光线临界状态的稳定性，是设计的难点所在。由于光敏电阻的电阻值变化是连续的，因此在靠近临界点时，容易造成不稳定，在设计中若能用三极管放大电路来完成处理，则这样可以完成较为精确的控制；若采用分立元件来处理，可以采用稳压管来稳定工作点，只有当分压大于稳压管的击穿电压时，电路才能起控。总体设计分为两个模块：主控模块，被控模块。主控模块和被控模块之间通过继电器进行连接。考虑到本次放大电路要达到的性能要求，因此确定为放大电路的放大级数至少为两级。在整个过程中，我们小组先后尝试过三种方案，并最终敲定了第三种。方案一：前一级采用电流放大（共集电极放大），后一级采用电压放大（共射级放大）。采用这个方案是理所当然的。因为前一级用共集电极放大电路的话，这样输入电阻大，可将光敏电阻阻值的变化最大程度地引入放大电路，继

光控路灯课设

自动光控路灯系统设计 1.功能要求（1）白天时，路灯自动关闭（路灯可用小灯泡代替。但必须用继电器控制路灯）；（2）晚上时，路灯自动打开；（3）可以调节亮度触发点。 2.方案论证利用光照强度为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点。总体设计分为两个模块：主控模块，被控模块。主控模块和被控模块之间通过继电器进行连接。 3. 系统电路工作原理：光敏电阻接受光信号后电阻值发生变化，将其转换为电信号加到的三极管的基极，经处理后从集电极输出，输出电压随光照强度的减弱而增加，通过继电器实现路灯的自动转换。当光照强度很大时，光敏电阻阻值很小，三极管VT1分得的电压较小，三极管VT1、VT2截止，继电器不工作，灯泡不亮；当光照强度很小时，光敏电阻阻值很大，三极管VT1分得的电压较大，三极管VT1、VT2导通，继电器工作，灯泡亮。通过调节滑动变阻器，可调节亮度触发点。

4.系统的软件仿真电路打开PROTEUS软件，在元件库里查找电路图中所需要的元器件，添加至当前页面。按照所设计的原理图进行画图。画完之后，认真检查。确定没有错误后，运行，查看是否符合设计要求。并对电阻进行参数的调节，以达到预期设计的要求。下图是用PROTEL软件所画的设计图：注：仿真图上所示电路中光敏电阻用电位器（RV1）代替 5.调试与性能分析仿真调试及各数据记录：阻值：1M% Q1 Q2 继电器 LAMP Ube Ube Uce U I 70% 0.79 0.88 0.09 11.9 0.04 亮20% 0.78 0.88 0.11 11.8 0.04 亮10% 0.76 0.87 0.47 11.5 0.04 亮9% 0.75 0.86 4.24 7.71 0.03 亮8% 0.74 0.85 8.27 3.73 0.01 灭5% 0.69 0.44 12.0 0.00 0.00 灭

利用Proteus仿真实现路灯自动控制开关电路的设计

路灯自动控制开关电路的设计组员：班级：设计一个路灯自动控制开关电路，用光敏传感器实现自控，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯。控制电路用电池供电，熄灯后电路耗电小。简要具体实现：当傍晚光照强度渐弱或清晨光照强度渐强来控制路灯的通或断开。主要利用光敏电阻作为光敏传感器，555作为滞后比较器来设计电路，当光线强到一定程度时，555的输出发生跳变，当光线暗到一定程度时，555 的输出也要发生跳变。一.设计的作用自动控制开关路灯电路，用光敏传感器实现自控，能在天黑时自动点亮路灯，天亮后又自动关灯，通过自动控制路灯电路有效的节约了能源，更重要的是减少了人力和物力的浪费。二.设计的具体实现 1. 系统概述设计思想就是通过光敏电阻遇关改变阻值从而影响端电压的特性，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，当在白天时，输出产生高电平，继电器触点断开，路灯不亮；当在黑夜时，输出产生低电平，继电器触点闭合，路灯亮。工作原理：当白天有光照射的情况下，光敏电阻呈低阻状态，2处于高电平，使触发器的输出端输出低电平，继电器断开路灯不亮，控制指示灯LED1亮。当黑夜无光照射的情况下，光敏电阻呈高阻状态，2处处于低电平，使触发器的输出端输出高电平，继电器得电，触点闭合，路灯亮，控制指示灯LED2亮。 2．单元电路设计与分析仿光电路就是按照光敏电阻有光或无光时，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

光控路灯的设计

课程设计任务书题目路灯光控开关的设计专业、班级学号姓名主要内容：利用二极管，光电池，继电器等器件设计一个可以通过光线变化自动控制路灯开关的电路。基本要求： (1). 能正确控制路灯开关。 (2). 写出相关设计原理。 (3). 画出电路图。主要参考资料： (1)传感器与传感器技术何道清编科学出版社 (4)传感器理论与设计基础单成祥编国防工业出版社完成期限指导教师签名：课程负责人签名：年月日

路灯光控开关的设计摘要:光控路灯可以根据光线明暗自动控制开关状态，主要用在楼道等公共场所。光电池是能将光信号转换成电信号的器件，通过三极管组成的多级放大电路可实现控制功能。此次实验的路灯控制器是由光电池，放大器，继电器，二极管，电源电路等元件组成，核心是光电池转换光信号，传送到继电器，然后由继电器控制电路通断。通过此次设计了解常用路灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案。通过此次课程设计能增强动手能力和实际电路设计能力，更深刻理解相关电路原理及光敏元件光电特性，继电器控制通断原理，加强对相关理论知识的理解。关键词：继电器；光敏元件；关照变化；控制

目录 1.设计目的 (4) 2.基本要求 (4) 3.设计方案 (4) 3.1 路灯控制器原理 (4) 3.2 电路分析 (5) 3.3 器件选择 (7) 4.电路原理图 (10) 6.元器件列表 (12) 7.心得体会 (13) 8.参考文献 (14)

1.设计目的利用二极管，光电池，继电器等器件设计一个可以通过光线变化自动控制路灯开关的电路。 2.基本要求 (1). 能正确控制路灯开关。 (2). 写出相关设计原理。 (3). 画出电路图。 3.设计方案 3.1 路灯控制器原理此路灯控制器设计主要由电池，放大器，继电器，二极管，电源电路等元件组成，继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。在这个电路中随着光照的变化，继电器会相应的吸合或者断开，即决定路灯工作与否。白天有光照，光电池输出电动势，BG1加正向偏压，BG1和BG2处于截止状态，继电器J不吸合，灯L不亮。当夜晚没有光照，光电池无电动势，BG1加反向偏压，当上升到一定程度后，BG1导通，BG2随之导通，继电器J吸合，灯L点亮。

声光控路灯延时开关的设计与制作资料.doc

声光控路灯延时开关的设计与制作资料1声光控路灯延时开关的设计与制作声光控开关具有很多实际意义：一是省电，灯泡大部分时间不工作，因此节电效率很高，达80%左右；二是方便，首先，不用接触，全自动智能控制；另外，接线简单、安装方便，是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。再者，随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关。目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品。

设计方框图声光控开关在晚上且有声音时使灯泡亮，其它情况下灯泡不亮。它由电源电路、声光处理电路和控制电路组成。电路方框图如图2-1所示。图2-1 设计方框图声光处理电路设计声光处理电路就是对采集到的声音和光进行处理后提供给控制电路。声音放大电路声音放大电路的核心元器件是三极管，三极管的工作方式有三种分别是共射电路、共集电路、共基电路。 1．共射电路共射电路如图2-2所示，其中三极管V 是电路的核心，起放大的作用。电源电路声光处理电路控制电路照明灯市电图2-2 共射放大电路直流电源V CC一方面通过R C、R b为三极管提供合适的静态偏置电压，另一方面为电路提供能量，一般为几伏至几十伏。其中C1、C2为耦合电容，起到传递交流，隔断直流的作用。C1、C2一般为电解电容器，一般为几微法到几十微法。Rc是集电极直流负载电阻，保证三极管有合适的静态偏置外，还可将三极管的电流信号转换成电压信号。R c一般为几百欧到几千欧。

声光控路灯控制系统

模拟电路课程设计任务书2010－2011学年第2 学期第 1 周－ 2 周题目声光控路灯控制系统设计内容及要求设计要求：①光照度强（白天）路灯不点亮，光照度暗（夜晚）路灯可由声音控制。 ②有声音时路灯点亮，否则不点亮。进度安排 1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 2天； 2. 领元器件、制作、焊接：3天 3．调试＋验收： 2.5天 4. 提交报告：2010-2011学年第二学期3～7周学生姓名：李杏、汤汝、邵林、熊国栋、徐飞云指导时间：第1～2周指导地点：E楼311室任务下达2011年 2 月21 日任务完成2011 年 3 月 2 日考核方式 1.评阅√□ 2.答辩□ 3.实际操作√□ 4.其它□ 指导教师邓谦系（部）主任陈琼

摘要针对目前社会上很多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控路灯控制系统。本系统采用咪头、光敏电阻构成光照信号和声音采集信号电路。通过运放LM324对信号放大并同时运用74LS08而输入与门构成逻辑电路，进行逻辑控制，给出是否亮灯的信号，由RC充放及开关电路执行，通过控制继电开关控制路灯。此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声音和无光情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。关键字： LM324 74LS08 RC充放电电路继电开关

目录前言1 第一章设计任务2 第二章系统组成及工作原理3 2.1 总体设计思路3 2.2 电路各模块设计简介3 2.2. 1电源电路3 2.2.2声控电路4 2.2.3光控电路4 2.2. 4混合控制模块5 2.2. 5开关延时电路5 第三章混合控制模块的设计7 3.1 混合控制模块设计思路7 3.2 混合控制模块原理7 3.3 设计方法与参数的确定7 3.4 电路仿真图8 第四章电路的焊接与调试9 4.1 电路的安装与焊接9 4.2混合控制模块的调试9 第五章系统调试10 结论11 参考文献12 附录一方案总实物图错误!未定义书签。附录二元件清单13 附录三系统总电路图14

基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告

一、本课题的内容及研究意义 1、论文研究的目的和意义如今，照明电路的数量越来越多，使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电。但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。 2、论文研究内容本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。主要内容如下： (1) 根据控制技术的特点，进行路灯系统设计的整体研究与设计。 (2) 针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。 (3) 通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。 (4) 当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。 (5) 在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。二、本课题的研究现状和发展趋势目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。另一方面，在后半夜因行人稀少，而应该降低路灯的亮度，以避免光源污染，影响居民的晚间的休息。但由于后半夜是用电低谷期，电力系统电压升高，路灯反而比白天更亮了。这不仅造成了能源浪费，还大大影响了设备和灯具的使用寿命。目前，路灯照明广泛采用高压钠灯，其设计寿命在12000小时以上，在正常情况下至少可用3年，但是由于超压使用，现在路灯的使用寿命仅仅只有1年左右，有的甚至只有几个月，造成

声光控路灯控制系统实验报告通用范本

内部编号：AN-QP-HT920 版本/ 修改状态：01 / 00 In Order T o Standardize The Management, Let All Personnel Enhance The Executive Power, Avoid Self- Development And Collective Work Planning Violation, According To The Fixed Mode To Form Daily Report To Hand In, Finally Realize The Effect Of Timely Update Progress, Quickly Grasp The Required Situation. 编辑：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 声光控路灯控制系统实验报告通用范本

声光控路灯控制系统实验报告通用范本使用指引：本报告文件可用于为规范管理，让所有人员增强自身的执行力，避免自身发展与集体的工作规划相违背，按固定模式形成日常报告进行上交最终实现及时更新进度，快速掌握所需了解情况的效果。资料下载后可以进行自定义修改，可按照所需进行删减和使用。一试验目的 1。了解并掌握光敏三极管和光敏电阻的应用以及声控的交流信号的处理 2。掌握继电器的引脚结构以及其应用方法 3。熟练掌握三极管三个引脚的引用电路 4。熟练掌握LM324运放作为比较器和运放的应用电路 5。掌握与门的工作原理和引脚接法，并应用到实际电路中二实验内容 1。按要求搭接电路，并调整电路，（注意运放被烧坏）

声光控路灯控制系统实验报告范本

Screen and evaluate the results within a certain period, analyze the deficiencies, learn from them and form Countermeasures. 姓名：___________________ 单位：___________________ 时间：___________________ 声光控路灯控制系统实验报告

编号：FS-DY-71394 声光控路灯控制系统实验报告一试验目的 1。了解并掌握光敏三极管和光敏电阻的应用以及声控的交流信号的处理 2。掌握继电器的引脚结构以及其应用方法 3。熟练掌握三极管三个引脚的引用电路 4。熟练掌握LM324运放作为比较器和运放的应用电路5。掌握与门的工作原理和引脚接法，并应用到实际电路中二实验内容 1。按要求搭接电路，并调整电路，（注意运放被烧坏）2。完成电路的工作，实现基本原件的功能三实验器材光敏三极管一只，光敏电阻一只，LM324运放一个，继电器一个，9014三极管一个，二极管一个，100k的电阻两

个，47k的滑动变阻器一个，导线若干，直流电源设备四基本原理光敏三极管在红外光照射下导通获得低电平，从而通过比较器和继电器来控制灯的熄灭状态光敏三极管在遮光下截止获得高电平，从而通过比较器和继电器来控制灯的点亮状态光敏电阻在光照射下导通获得低电平，从而通过比较器和继电器来控制灯的熄灭状态光敏电阻在遮光下截止获得高电平，从而通过比较器和继电器来控制灯的点亮状态用麦克风作为声音的源，通过滤波放大，整流后将声音信号转换为电流信号再转换为电压信号，从而控制继电器，来实现灯亮与灭的控制用与门将二者相结合，共同作为与门的输入信号，将输出引出，来控制继电器实现控制灯的亮与灭五试验步骤 1。找齐电路所需的基本原件，搭接电路。 2。测试电路中的各个点的电压状态

基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真

信息工程学院课程设计报告书题目:基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真课专程：电子线路课程设计业：电气工程及其自动化班级: 学号: 学生姓名：指导教师： 2015年01月06日

信息工程学院课程设计任务书

2015 年01月06日信息工程学院课程设计成绩评定表学生姓名：学号：专业（班级）：课程设计题目：基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真成绩：___________ 指导教师：_______________ 年月~日

声光路灯控制器的设计与制作

声光路灯控制器的设计与制作电气10-1 101054107 马志强

摘要在公共场所（例如学校、机关、居民区、厂矿企业等）的楼道中和车流量较小的偏远地区，长明灯现象十分普遍，从而造成了极大的能源浪费。在今天电力能源供应比较紧张的情况下，在没有人员活动的深夜让这些灯关掉一些，不仅可以节约能源，也能够节约一些开支。本设计采用MCS-51单片机作为主控端各路灯的控制核心。声音传感器、键盘模块、光敏电阻等作为系统的辅助电路。分别实现了对开关灯时间的控制，不同环境明暗与不同交通情况下的路灯智能控制。该系统可以设定每只路灯的开关灯时间，还可以通过传感器来识别外部环境的明暗变化和有无车辆与人员通过，是一种实用的路灯控制系统。该控制系统有十分明显的节电效果，同时维修量也大大减少了，从而节约了资金，有良好地使用效果。白天光照强度高，不管过路者发出声音多大，灯泡都不会发亮。夜晚光线变暗，光敏电阻检测到信号，传达至声音检测电路，使其开始工作。当检测到声响时，它就将声音信号传送给单片机，控制路灯打开。几秒钟后，如果没有声响，则再通过单片机来控制路灯熄灭，达到节能节电的目的。研究该系统的重要性在于利用单片机来控制路灯的亮灭，不仅实现了节能节电的目的，同时提高了对外界环境变化检测的灵敏度，使整个路灯控制系统变得更加智能化。【关键词】 MCS-51单片机；智能控制；键盘模块；声音传感器；光敏电阻

方案设计与论证本声光控路灯照明系统是一种新型的电子智能控制系统，该系统的设计是将声音控制、光线控制结合在一起实现对路灯亮灭的控制，从而形成一个节能、高效的路灯控制系统。系统总体由声音传感器、光控电路、键盘模块、继电器等组成，系统组成如下所示。为了较好的实现系统各个模块的功能和彼此之间的配合衔接，并且考虑到性价比，我们对系统各部分做了几个方案并对其进行了设计对比论证，具体论证如下： 1.1主控系统的选择采用通用的51单片机作为主控制器。51单片机通用灵活、价格低廉、使用方便，程序易于编写和调试，支持在线仿真。开发更加容易，使整个系统变得更加简单，性价比较高，C语言与汇编语言可以互相调用。 1.2电源模块的选择方案一：采用1.5伏干电池。体积小，重量轻，使用灵活方便。但是不满足长时间的持续供电。方案二：采用直流稳压电源。输出精度高，0到32V可调，调节范围大，使用简单，但是体积重量较大，不方便携带。为避免单片机与外围模块电源之间的干扰、本着轻便节约的思路，单片机供电我们采用方案一. 环境明暗-路灯控制模块选择方案一：在电子城购买声光敏传感器。采购光敏传感器，使用方便，节省时间。

光控自动路灯设计讲解学习

光控自动路灯设计

光控自动路灯设计一、设计的任务与要求利用光照的强度作为路灯的起控点，实现光线较亮时，自动关闭，晚上光线较暗时，自动开启路灯的控制。了解常用路灯控制的各种方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用传感器进行选型，同时加以电路的设计与分析，完成设计任务。二、设计分析利用光照强度为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点，利用电桥，可将光线信号转换成电信号，再通过电压比较器等方式，可以有效地完成控制需要。这类设计中，只要能将光线信号取出，整个设计也便完成了大半，至于控制部分的设计，可采用继电器输出，这样就算驱动较大的路灯负载，只需要再加接触器便可完成。在本系统的设计中，如何提高系统光线临界状态的稳定性，是设计的难点所在，由于光敏电阻的电阻值变化是连续的，因此，在靠近临界点时，容易赞成不稳定，在设计中若能用运放电路来完成处理，则可将运放接成电压比较器的方式，这样可以完成较为精确的起控；若采用分立元件来处理，可以采用稳压管来稳定工作点，只地当分压大于稳压管的击穿电压时，电路才能起控。三、设计内容

1、光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm 的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。 2、光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。光敏电阻的主要参数是：（1）光电流、亮电阻。光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。（2）暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。