基于太阳能电池光控灯设计
基于太阳能电池光控灯设计课题研究单位：苏州大学文正学院光电技术系
小组成员：江兴付宁薛青晨魏信梁美军
指导老师：吴迪工作单位：苏州大学物理科技学院作品类别：学术论文
摘要：
太阳能电池光控灯不仅适用于马路，同时也适用于工厂、教学楼、办公场所等地。具有节能降耗，节约资源，低碳环保等优点。
本系统主要介绍光控电路的设计。光控电路主要以A VR单片机作为控制核心，以高亮度LED灯为光源，通过太阳光照射在光敏三级管上，使之通过太阳能系统控制器对太阳能电池进行充电，然后太阳能电池给单片机供电，采用PWM 节能法来实现对LED灯启停工作状态进行快速而准确地控制。
在本设计中介绍光控灯控制器的组成、性能，适用范围及其工作原理。给出各电路原理图及元件参数的选择，节能效果十分明显，同时也大大减少维修量、节约了资金，使用效果良好。
关键字：A VR单片机，节能环保，LED灯，PWM节能法
目录
第一章前言 (4)
第二章太阳能电池光控灯的系统设计 (5)
2.1系统结构介绍 (5)
2.2系统的工作原理 (6)
2.2.1太阳光采集 (6)
2.2.2 系统控制器 (6)
2.2.3光控灯原理 (6)
第三章太阳能蓄电池介绍与工作原理 (7)
3.1太阳能蓄电池的介绍 (7)
3.2太阳能蓄电池的工作原理 (7)
第四章光敏电阻与发光三极管 (8)
4.1光敏电阻介绍 (8)
4.2发光三极管介绍 (8)
第五章MCU 与PWM (9)
5.1 MUC的介绍与实行的功能 (9)
5.2 PWM的介绍与实行的功能 (10)
第六章课题终极目标及应用前景 (16)
第七章结束语 (16)
致谢 (16)
主要参考文献 (16)
第一章前言
太阳能作为未来的能源是一种非常理想的清洁能源。近年来由于人们对能源、环境问题的日益关注，太阳能的应用与普及越来越受到人们的高度重视。若能合理利用太阳能，将能为人类提供充足的能源。对太阳能技术而言，照明应用并非是其最主要的应用领域，也不是最能体现应用优势的领域，但就其作为能源的表现形式来说，太阳能在照明领域的应用最为直观。而在当前技术水平下，太阳能技术作为能源的高成本、低效率问题不容回避，特别是在单体照明应用中，如不与LED技术相结合，按照常规设计太阳能照明系统，往往要面对系统变换效率低及经济效率不佳等问题。因LED具有低能耗、直流工作等优势，成为配对太阳能电池光控灯照明光源的理想产品。就其目前技术和政策而言，在我国最有希望快速普及及应用太阳能光伏技术的领域应是太阳能电池光控灯工程。
在第三次科技革命的推动下，光能这一伟大的，自然的以及人类生存所必须的宝贵资源在被人类遗忘了若干年后，今天终于得到了广泛的应用。太阳能热水器，太阳能电池，太阳能浴场等都成为人们热议的话题，大到天上的人造卫星，小到街道的路灯太阳能的应用无所不在。而作为智能化电路的设计考虑光能的应用也是理所当然的。在半导体技术的飞速发展下大促进了光能应用的快速进步，在发电，取暖等方面尤为突出，智能化电路设计引进光技术已不是新奇事了，在光控电路的设计中不同于声控电路复杂的结构，随着半导体光敏元器件的快速发展，我们在设计光控电路时面临的问题已由怎样使光信号转化为电信号变为怎样在电路中加大电信号的强度？这一问题如今也以得到了较好的解决，光敏元器件的应用在光照的情况下使其电参数发生变化从而使其对电流的阻碍作用减小或增大，进而使电路导通或截止，电信号强弱的改变光控转化为电控电路功能的实现便容易了。在这样的电路设计中，对电路元器件的要求也极为高尤其是光敏元件是光控电路功能实现的核心，必须保证其各项参数的精确，稳定。故在选择这类元器件时一定要选择高灵敏度工作稳定可靠的元件，当然电路工作的稳定是否？功能能否实现？并不仅仅只和电路元器件有关，外加电源也是不可忽视的，与声控电路一样最好也是给光控电路加上一个稳压电路确保电路能正常工作。
为满足控制需要，本系以AVR单片机为核心控制器件，利用自带的A/D转换功能将光敏二极管采集到的数据进行转换，从而通过控制PWM来准确而快速地控制灯启停的调节。
本设计的主要特点：
1、采用高亮度LED灯作为光源；
2、采用PWM调光方式更节能；
3、电路结构简单、成本低、易操作；
4、LED灯，具有寿命长、安全、节能环保、耐闪烁、色彩多样、调控方便等显
著特点；
第二章 太阳能电池光控灯的系统设计
2.1系统结构介绍
基于太阳能电池光控灯设计，主要以A VR 单片机为核心，采用mega16单片机芯片，以高亮度LED 灯为光源，通过太阳光照射在光敏三级管上，使之通过太阳能系统控制器对太阳能电池进行充电，然后太阳能电池给单片机供电，采用PWM 节能法来实现对LED 灯启停工作状态进行快速而准确地控制。
系统结构框图如图1所示。
图1系统结构框图
太阳能系统控制器 太阳能 电池板 太阳能 蓄电池 A VR 单片机 控制 工作
指示灯 LED 灯组
2.2系统的工作原理 2.2.1太阳光采集
太阳光采集，是通过光敏三极管对光线的敏感作用而实现的。当外部光线越强，光敏三极管导通。单片机开始工作，将采集到的数据进行转换，从而输出不同的PWM 来控制LED 灯的亮度，就可以实现根据外部光线自动调整LED 灯的亮度。
2.2.2 系统控制器
本系统采用的太阳能控制器是10A/10V ，具有三个插孔，即太阳能电池板控制端，蓄电池控制端，以及LED 控制端。首先，太阳光照射在太阳能电池板上，将太阳能转化为电能存储在蓄电池中，当光敏三极管不导通时，即蓄电池开始慢慢放电，对A VR 单片机供电，使之开始工作，通过A/D 转换产生不同的PWM ，控制灯的亮灭及亮暗。
2.2.3光控灯原理
本系统采用的是光敏三极管，通过光敏三极管感受太阳光亮度的变化，控制蓄电池是否对MCU 供电，使MCU 通过A/D 的转换产生不同的脉冲，控制LED 的亮灭与亮暗。
PA0/ADC040PA1/ADC139PA2/ADC238PA3/ADC337PA4/ADC436PA5/ADC535PA6/ADC634PB0/XCK/T01PB1/T1
2PB2/INT2/AIN03PB3/OC0/AIN14PB4/SS 5PB5/MOSI 6PB6/MISO 7PB7/SCK 8
PA7/ADC733RESET 9XTAL113XTAL212PC0/SCL 22PC1/SDA 23PC2/TCK 24PC3/TMS 25PC4/TDO 26PC5/TDI 27PC6/TOSC128PC7/TOSC229PD0/RXD 14PD1/TXD 15PD2/INT016PD3/INT117PD4/OC1B 18PD5/OC1A 19PD6/ICP 20PD7/OC2
21
AVCC 30AREF
32
U1
ATMEGA16
C1
22pF
C2
22pF
X1
12M
R1
10k
R2
220
代替灯组
R3
10k R4
10k
vcc
C3
1uF
代替光敏三极管3DGu6
图2光控灯原理图
第三章太阳能蓄电池介绍与工作原理
3.1太阳能蓄电池的介绍
太阳能电池是“蓄电池”在太阳能光伏发电中的应用，目前采用的有铅酸免维护蓄电池、普通铅酸蓄电池、胶体蓄电池和碱性镍镉蓄电池四种。国内目前被广泛使用的太阳能蓄电池主要是：铅酸免维护蓄电池和胶体蓄电池，这两类蓄电池，因为其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的太阳能电源系统，特别是无人值守的工作站。普通铅酸蓄电池由于炫耀经常维护及其环境污染较大，所以主要适于有维护能力或低档场合使用。碱性镍镉蓄电池虽然有较好的低温、过充、过放性能，但由于其价格较高，仅适用于较为特殊的场合。随着太阳能光伏发电系统的广泛使用，作为与其配置的蓄电池也越来越受到人们额关注。
太阳能蓄电池应该具备以下特性
1.比较好的深循环能哭，有着很好的过充和过放能力。
2.长寿命，特殊的工艺设计和胶体垫解质保证的长寿命电池。
3.使用不同的环境需要，入高海拔，高温，低温等不同的条件下都能正
常使用的电池。
4.
3.2 太阳能蓄电池的工作原理
白天太阳光照射到太阳能组件上，使太阳能电池组件产生一定幅度的直流电压，把光能转换为电脑，再传送给只能控制器，经过智能控制器的过充保护，将太阳能组件传来的电能输送给蓄电池进行储存；而储存就需要有蓄电池，所谓蓄电池即是贮存化学能量，于必要时放出电能的一种电气化学设备。
附参考图片
第四章光敏电阻与光敏三极管
4.1光敏电阻
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。
利用光敏元件随光照强度的变化而阻抗发生变化的特点，去控制电信号的强弱，再由传感器将变化的电信号传递给触发器，只要电信号强度达到一定程度将触发触发器使其导通工作。光控照明电路其主要功能是实现当外界光照强度降低到一定程度时，使照明电路导通工作。就其方案而言多种多样，但我们在设计时必须要考虑方案的可行性，稳定性以及元器件的灵敏度，尤其是光敏元件必须选择灵敏度高的这样电路功能才能较容易实现，为此我们在设计光控电路时，不但要尽量使电路结构简化，而且要使电路功能强，功能的实现要可靠稳定。
4.2光敏三极管
光敏三极管和普通三极管相似，也有电流放大作用，只是它的集电极电流不只是受基极电路和电流控制，同时也受光辐射的控制。通常基极不引出，但有一些光敏三极管的基极有引出，用于温度补偿和附加控制等作用。
当具有光敏特性的PN结受到光辐射时，形成光电流，由此产生的光电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了相当于B倍的信号电流。不同材料制成的光敏三极管具有不同的光谱特性，与光敏二极管相比，具有很大的光电流放大作用，即很高的灵敏度。
和光敏二极管一样，光敏三极管也是半导体基本元件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种，三个区引出相应的电极，分别为基极b、发射极e、和集电极c。
发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP型三极管发射区“发射”的是空穴，其移动方向与电流一致，顾发射极箭头向里；NPN型三极管发射区“发射”的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方式。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP和NPN型两种类型。
第五章MCU 与PWM
5.1 MUC的介绍与实行的功能
MCU(Micro Control Unit)中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机，是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
分类
MCU按其存储器类型可分为无片内ROM型和带片内ROM型两种。对于无片内ROM型的芯片，必须外接EPROM才能应用（典型芯片为8031）。带片内ROM 型的芯片又分为片内EPROM型（典型芯片为87C51）、MASK片内掩模ROM 型（典型芯片为8051）、片内FLASH型（典型芯片为89C51）等类型，一些公司还推出带有片内一次性可编程ROM（One Time Programming, OTP)的芯片（典型芯片为97C51)。MASKROM的MCU价格便宜，但程序在出厂时已经固化，适合程序固定不变的应用场合；FALSHROM的MCU程序可以反复擦写，灵活性很强，但价格较高，适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途；OTPROM 的MCU价格介于前两者之间，同时又拥有一次性可编程能力，适合既要求一定灵活性，又要求低成本的应用场合，尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。
微控制器在经过这几年不断地研究,发展,历经4位,8位,到现在的16位及32位,甚至64位。产品的成熟度,以及投入厂商之多,应用范围之广,真可谓之空前。目前在国外大厂因开发较早,产品线广,所以技术领先,而本土厂商则以多功能为
产品导向取胜。但不可讳言的,本土厂商的价格战是对外商造成威胁的关键因素。
由于制程的改进，8位MCU与4位MCU价差相去无几，8位已渐成为市场主流；目前4位MCU大部份应用在计算器、车用仪表、车用防盗装置、呼叫器、无线电话、CD播放器、LCD驱动控制器、LCD游戏机、儿童玩具、磅秤、充电器、胎压计、温湿度计、遥控器及傻瓜相机等；8位MCU大部份应用在电表、马达控制器、电动玩具机、变频式冷气机、呼叫器、传真机、来电辨识器（CallerID）、电话录音机、CRT显示器、键盘及USB等；16位MCU大部份应用在行动电话、数字相机及摄录放影机等；32位MCU大部份应用在Modem、GPS、PDA、HPC、STB、Hub、Bridge、Router、工作站、ISDN电话、激光打印机与彩色传真机；64位MCU大部份应用在高阶工作站、多媒体互动系统、高级电视游乐器（如SEGA的Dreamcast及Nintendo的GameBoy）及高级终端机等。
MCU工作原理
MCU同温度传感器之间通过I2C总线连接。I2C总线占用2条MCU输入输出口线，二者之间的通信完全依靠软件完成。温度传感器的地址可以通过2根地址引脚设定，这使得一根I2C总线上可以同时连接8个这样的传感器。本方案中，传感器的7位地址已经设定为1001000。MCU需要访问传感器时，先要发出一个8位的寄存器指针，然后再发出传感器的地址（7位地址，低位是WR信号）。传感器中有3个寄存器可供MCU使用，8位寄存器指针就是用来确定MCU究竟要使用哪个寄存器的。本方案中，主程序会不断更新传感器的配置寄存器，这会使传感器工作于单步模式，每更新一次就会测量一次温度。要读取传感器测量值寄存器的内容，MCU必须首先发送传感器地址和寄存器指针。MCU发出一个启动信号，接着发出传感器地址，然后将RD/WR管脚设为高电平，就可以读取测量值寄存器。为了读出传感器测量值寄存器中的16位数据，MCU 必须与传感器进行两次8位数据通信。当传感器上电工作时，默认的测量精度为9位，分辨力为0.5C/LSB（量程为-128.5C至128.5C）。本方案采用默认测量精度，根据需要，可以重新设置传感器，将测量精度提高到12位。如果只要求作一般的温度指示，比如自动调温器，那么分辨力达到1 C就可以满足要求了。这种情况下，传感器的低8位数据可以忽略，只用高8位数据就可以达到分辨力1 C的设计要求。由于读取寄存器时是按先高8位后低8位的顺序，所以低8位数据既可以读，也可以不读。只读取高8位数据的好处有二，第一是可以缩短MCU 和传感器的工作时间，降低功耗；第二是不影响分辨力指标。MCU读取传感器的测量值后，接下来就要进行换算并将结果显示在LCD上。整个处理过程包括：判断显示结果的正负号，进行二进制码到BCD码的转换，将数据传到LCD 的相关寄存器中。数据处理完毕并显示结果之后，MCU会向传感器发出一个单步指令。单步指令会让传感器启动一次温度测试，然后自动进入等待模式，直到模数转换完毕。MCU发出单步指令后，就进入LPM3模式，这时MCU系统时钟继续工作，产生定时中断唤醒CPU。定时的长短可以通过编程调整，以便适应具体应用的需要。
5.2 PWM的介绍与实行的功能
脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
PWM基本原理：
随着电子技术的发展，出现了多种PWM技术，其中包括：相电压控制PWM、脉宽PWM法、随机PWM、SPWM法、线电压控制PWM等，而在镍氢电池智能充电器中采用的脉宽PWM法，它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作为PWM波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压，采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM的周期、PWM的占空比而达到控制充电电流的目的。
模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。9V电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。与此类似，从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取
值范围之内。模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内，例如在{0V, 5V}这一集合中取值。
模拟电压和电流可直接用来进行控制，如对汽车收音机的音量进行控制。在简单的模拟收音机中，音量旋钮被连接到一个可变电阻。拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻的电流也随之增加或减少，从而改变了驱动扬声器的电流值，使音量相应变大或变小。与收音机一样，模拟电路的输出与输入成线性比例。
尽管模拟控制看起来可能直观而简单，但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。模拟电路还有可能严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。
通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器，这使数字控制的实现变得更加容易了。
具体过程
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz，通常调制频率为1kHz到200kHz之间。
许多微控制器内部都包含有PWM控制器。例如，Microchip公司的PIC16C67内含两个PWM控制器，每一个都可以选择接通时间和周期。占空比是接通时间与周期之比；调制频率为周期的倒数。执行PWM操作之前，这种微处理器要求在软件中完成以下工作：
1、设置提供调制方波的片上定时器/计数器的周期
2、在PWM控制寄存器中设置接通时间
3、设置PWM输出的方向，这个输出是一个通用I/O管脚
4、启动定时器
5、使能PWM控制器
目前几乎所有市售的单片机都有PWM模块功能，若没有（如早期的8051），也可以利用定时器及GPIO口来实现。更为一般的PWM模块控制流程为（笔者使用过TI的2000系列，AVR的Mega系列,TI的LM系列）：
1、使能相关的模块（PWM模块以及对应管教的GPIO模块）。
2、配置PWM模块的功能，具体有：
①：设置PWM定时器周期，该参数决定PWM波形的频率。
②：设置PWM定时器比较值，该参数决定PWM波形的占空比。
③：设置死区（deadband），为避免桥臂的直通需要设置死区，一般较高档的单片机都有该功能。
④：设置故障处理情况，一般为故障是封锁输出，防止过流损坏功率管，故障一般有比较器或ADC或GPIO检测。
⑤：设定同步功能，该功能在多桥臂，即多PWM模块协调工作时尤为重要。
3、设置相应的中断，编写ISR，一般用于电压电流采样，计算下一个周期的占空比，更改占空比，这部分也会有PI控制的功能。
4、使能PWM波形发生。
第六章课题终极目标及应用前景
在我们最终完成的作品中，我们将实现太阳能电池板可以在太阳光的情况对蓄电池进行最大效率值的充电。在有强烈太阳光照射的情况下，光敏三极管导通，AVR单片机基本处于待机状态，随着太阳光强度的慢慢减弱，直至黑暗，蓄电池对AVR单片机进行供电，使之开始工作，通过A/D转换产生不同的PWM控制LED 的亮暗。
在我们的设计中，由于采用的是太阳能，因此我们可以保证我们的设计是环保的。而我们使用的LED灯，也是对人体辐射较小，耗电量较小的产品，因此我们可以说我们的设计是节能的。另外，我们在太阳能对电能的转化上也达到尽可能大，这个可以保证产品效益的最大化。我们的设计尽可能地做到了低功耗，技能环保，还有智能化。下图就是我们设计成果的展示。
第七章结束语
开始两个月我们小组在指导老师吴迪的帮助下，首先对太阳能与光控进行了学习，初步了解这两个原理的基本知识。然后我们小组部分成员通过暑期电子设计与单片机设计的培训，对电子元器件与编程有了更深入的了解。我们小组还购买电子元器件，通过购买，我们对元器件的相关型号也有了一定的了解。在编程与焊接板子的过程中，我们成员相互协调、帮助。这让我们亲身体会到，现在产业生产过程中合作的重要性。
本次课题研究历时近6个月，我们完成了查找资料、硬件原理图设计、软件编写，系统调试等几个步骤。这次设计应用知识面广，有单片机知识、传感器等。如何将这些知识结合在一起组成一个整体的概念，这是我们在以前的学习过程中没有遇到过的。毕业设计非常好的锻炼了我们应用所学知识解决实际的问题的能力，弥补了我们这方面的不足。在设计过程中，我们遇到了不少的问题都需要我们自己认真的进行分析，探讨并最终得到解决。在这样一个过程中，不但让我们学会了如何去利用课本和参考资料，而且知道了必须加上自己的判断和思考，具体问题具体解决。
通过这次课题的研究，我们小组成员自身懂得了元器件与一些基本原理。对日后我们走向工作岗位极有帮助。培养了自己的动手能力与自学能力。
致谢
首先感谢我们的指导老师吴迪老师。在整个学习与设计过程中给予我们关键性的指导，热心的关照我们，给我们提了很多宝贵的意见。我从他那里学到的不仅仅是学术方面的知识，更重要的是严谨的治学态度。
然后要感谢班主任钱伟超老师，整个暑假对我们悉心的照顾，给我们日常生活提供了巨大的帮助。感谢周敏彤老师、邓晶老师暑假对我们的培训，使我们在焊接与单片机编程方面有了质的飞跃。
主要参考文献
【1】康华光，电子技术基础模拟部分（第五版），高等教育出版社，2005 【2】康华光，电子技术基础数字部分（第五版），高等教育出版社，2005 【3】李朝青，单片机原理及接口技术，北京航空航天大学出版社，1999 【4】张福学，现代实用传感器技术，中国计量出版社，1997
【5】黄争，德州仪器高性能单片机和模拟器件在高校中的应用和选型指南，德州仪器半导体技术（上课）有限公司大学计划部，2010年【6】郭天祥，51单片机C语言教程，电子工业出版社，2001年11月
【7】周志敏，纪爱华，太阳能LED路灯设计与应用，电子工业出版社，2009.11 【8】周志敏，纪爱华，太阳能LED照明技术与工程应用，人民邮电出版社出版社，2011.2
声光控制楼道灯的设计
目录 第一章绪论 (2) 2.1设计题目 (3) 2.2设计内容 (3) 2.3使用器件 (3) 2.4方案设计 (3) 第三章硬件电路安装及调试 (11) 3.1元器件的焊接 (11) 3.2调试 (12) 第四章总结与展望 (13) 参考文献： (15) 致谢： (16)
第一章绪论 随着科技的发展，电子产品越来越多的走近了人们的生活，工艺也是越来越精湛，科技的力量对科学技术的发展起着不可估量的作用，从爱迪生发明了电灯，让人来迎来了电的时代到现在TTL电路，CMOS等新技术的应用，确实为人们带来了便捷。 本次课程设计的内容就是光电声控灯，光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明等一般都是由人工操作的，如果采用光控电路，根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯，做到无人自动控制，可以减轻工人的劳动强度，有效的节约能源。但光控电路有其缺陷，就是夜晚无光线的时候，照明灯将一直工作着，这样会造成资源的浪费，也会缩短照明灯的寿命。 这是若在光控电路的基础上添加一个声控电路，使得照明电路在无光线的时候，只受声音的控制，当有脚步声或其它较强声响的时候，照明电路自动工作。当声音消失的时候，照明灯自动熄灭，这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路，使照明灯点亮后，延时一定时间后自动熄灭。 声控灯顾名思义，声控灯及时用声旨束控制电灯亮灭或亮度强弱的一种灯具，控制某一用电负载的方法多种多样，用光的强弱控制的成光控，用温度高低控制的称温控，用磁场强弱控制的称磁控，还有依靠压力，湿度的等等。
第二章系统总体方案设计 2.1设计题目 楼道声光控制照明灯。 2.2设计内容 设计声光控制照明灯，在夜间（黑罩模拟）有声音信号时，使灯（用Led发光管模拟）点亮；无声时延迟5秒后熄灭，声音间隔小于5秒，则Led持续点亮。白天有声音均不亮。 2.3使用器件 1、光敏电阻 2、驻极体话筒 3、运放LM358 4、NE555 5、单稳态触发器 6、放光管 7、电容 8、电阻 2.4方案设计 2.4.1总体设计 本次设计主要由声控电路，光控电路，放大电路，整形电路，延迟几部分组成。其中，声控电路与光控电路分别有LM358内部两个放大器组成。经过74LS122进行延迟，即可得到与设计内容相一致的电路。 2.4.2电路原理 1．光控部分 LM358作为一个同相输出的单门限电压比较器，即比较输入
楼道声光控灯及开关----课程设计
楼道声光控灯及开关----课程设计(总30页) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
课程设计 楼道声光控制灯 系别：电子工程系 班级：电信13-2 组员：杨芹周超周正 霖 黄永杰格绒次 里 唐兢杰湛清华 指导老师：蒋雪琴
目录 摘要 (3) 引言 (4) 第1章设计流程 (5) 第2章电源模块 (7) 电源电路的设计 (7) 电源电路的工作原理及相关参数的分析 (7) 电源电路的其他设计 (9) 第3章信号收集模块 (9) 光信号收集电路 (11) 光信号电路的设计 (11) 光信号电路的工作原理相关参数的分析 (11) 光信号电路相关参数的分析 (12) 声音信号收集电路 (12) 第4章信号处理模块 (14) 芯片TC4081BP的介绍 (14) 芯片TC4081BP的工作原理…………………………………………..14. 第5章延时模块 (16) 延时电路的设计 (16) 延时电路的工作原理 (16) RC电路的放电过程 (17) RC电路的时间常数 (17) 延时时间的可优化性 (18)
第6章被控制模块 (19) 被控制电路的设计 (19) 被控制电路相关参数的分析 (20) 相关元件介绍 (20) 总结 (24) 参考文献 (25) 摘要 声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、教学楼等公共场所，它具有体积小，外形美观，制作容易，工作可靠等优点，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。它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”。 本次课程设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。它不需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。当灯被打开后，延时电路延时约25s后将灯自动关闭。该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。 在此电路的设计中，要注意三点，第一是要合理设计三极管的静态工作点，使之处于饱和或截止两状态；第二要调节好电位器，从而使声控开关和光
光控路灯实验报告
电子综合课程设计报告题目: 自动光控路灯系统设计 班级： ： 学号：
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.硬件电路分析与设计 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。 光敏电阻 光敏电阻器又叫光感电阻，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；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）。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。光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性，光谱特性，频率特性，温度特性。通过测量，得到本次试验中的光敏电阻亮阻值约为3.7K，暗阻值约为400K。 光敏电阻的光电特性 继电器 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回
声光双控灯毕业设计报告书2020.1
课题报告题目：声光双控灯 姓名： 学号： 院系：信息工程系 专业：移动通信技术 指导教师： 2020 年 3 月 2日
声光控制开关是一种当环境亮度高时，有声响灯也不亮，当环境亮度低利用人的脚步声、说话声、击掌声等声音作用使灯点亮，亮灯一定时间后能自动熄灯的自动控制照明开关。它一般采用集成电路，其基础原理是当白天的环境亮度高时，经光敏电阻的作用，电路被封锁，声音不能触发电路工作，灯泡不亮。晚上或环境亮度低时，光敏电阻阻值呈相反状态，当有声音时，声音信号由压电陶瓷片拾取，经声电转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器经将幅度、频率不尽相同的若干声波信号转换成一次状态改变的控制信号，延时后执行机构直接控制开关，电路工作，灯泡点亮，亮灯一定间后（可根据需要设定）自动熄灭。在实际工程应用中，要注意选择灵敏度适宜，电路元件质量好的开关。有的开关灵敏度低或器件质量存在问题，必须大喊一声，或使劲跺脚、拍手，才能使灯亮起来，嗓声大，对环境影响大，不受欢迎。此外，还要注意维护，有的开关因环境光接收口被灰尘、小广告覆盖，无声响时，白天灯也自动点亮，或某个元件故障，导致晚间灯不亮，或即亮即灭等现象，影响使用。 关键词：与非门放大；光敏二极管；可控开关；延迟电路。
Sound and light control switch is a kind of brightness when the environment is high, there is sound lights do not shine, when the environmental brightness is low, the use of people's footsteps, voices, applause and other sound effects hit so that lamp lit, lighting a certain time can automatically turn off the lights after the automatic control of lighting switches. It is commonly used integrated circuits, based on principle is that when the ambient light is high during the day, after the role of photosensitive resistor, the circuit is blocked, the sound does not trigger the circuit, light bulb does not shine. At night or environmental brightness is low, the photosensitive resistor was the opposite state, when there are sound, the sound signals picked up by the piezoelectric ceramics by acoustic-electric converted into weak electrical signals, the signal after amplification evacuation processor, handling device will be amplitude, frequency, a number of different acoustic signals into a state change of the control signal, time delay after the direct control by the executive body switches, circuit work, light bulbs, lighting upon certain rooms (can be set as required) automatically switch off. In practical engineering applications, the sensitivity should be selected from suitable, good quality components, the circuit switch. Some switches or low sensitivity device quality problems must be shouted, or energetically stomping, clapping, can lights up, throat and loud voices on the environmental impact of large, unpopular. In addition, we must pay attention to maintain, and some switch I have been receiving due to ambient light dust, small advertising coverage, no sound when the lights are automatically lit during the day, or a component failure,resulting in night light does not shine, or the bright Jimie and otherphenomena affect the use. Key words: cross-coupled nand gates amplifier, Photosensitive diode; Controllable switching; Latency circuits.
基于单片机的智能声光控开关毕业设计
学院 专科毕业论文（设计）基于单片机的智能声光控开关 专业名
摘要 声光控开关的原理是只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。 本文以LGS公司生产的GMS97C2051单片机为核心，研究声光控开关的设计，采用串行A/D对声音信号的采集，可以通过软件来调节对声音的灵敏度。单片机软件实施对光度的判断，使开关在白天时即使有声音也不工作。文章应用了过零启动技术，开关工作在频繁的开关状态时不易损坏可控硅，延长了声控开关的使用寿命。文章中还加入了看门狗电路，在工作中可以起到抗干扰的作用，大大加强了开关的可靠性。 关键词：声光控，智能，节能，可靠性。
ABSTRACT The principle of acoustic optical switch is only after dark, when someone pass stair channel, issued, or other sounds of footsteps will provide automatic lit corridor, lighting, when people enter the house or apartment corridor lights out several minutes automatically delay extinguished. During the day, even a voice, corridor lights also will not light, can achieve the purpose of saving energy. In this paper GMS97C2051 LGS company production, the single-chip microcomputer is thedesign of acoustic light-activated switch, the serial A/D for sound signal collection, by software to adjust the sensitivity to sound. Single-chip microcomputer software implementation on photometric judgment to make the switch in the daytime, even though there is voice doesn't work. Article applied zero start up technology, switch work in frequent switch to thyyistoy andextendedofsound-controlled. Article also joined watch-dog circuit, in the work plays a role of anti-interference, the reliability of switches is greatly enhanced. Keywords: sound, the intelligent controller,energy-saving, reliability.
声光控灯的设计论文
学号2011301714 毕业设计说明书 设计题目声光控灯设计 系部机械电子系 专业机电一体化 班级机电1107 姓名王志坤 指导教师白金柯 2013年10 月29日
摘要 光控灯和声光控灯是居家照明的重要组成部分（如楼道、卫生间、小巷等），它们的出现使我们的生活方便许多，既可避免摸黑找开关造成的摔伤碰伤，又可杜绝楼道灯有人开、没人关浪费能源的现象。 介绍了用三极管和与非门芯片实现光控灯和声控灯的原理，重点介绍了二者的实现方法和具体细节，及制作过程中遇到的问题和相应的解决方案。 关键词：光控灯、声控灯、光敏电阻、麦克风、导通、截至、
Abstract Optically controlled lamp and acoustic control lamp play an imp ortant role in our daily life(like in corridor,toilet,alleyway and so on).They make our life more covenient.By use of them,we can not only protect ourselves from the hurt that maybe caused in looking for the switches of lights in the dark,but also elimin ate the phenomenon that someone turn on the light but nobody tu rn off to avoid the waste of resources. It introduces the principle of how to use dynatrons and a n and gate chip to achieve the purpose that control the lights by light and sound,and specially stresses the ways and concrete de tails about how to use them to achieve the purpose and the sol utions of the problems that will be met in the process of maki ng it. Key words：Optically controlled, acoustic control, mircphone, light dependent resistor breakover, cutoff
声光控制楼道灯开关的设计
学号: 12103119 东营科技职业学院 毕业设计（论文）任务书 题目：声光控制楼道灯开关的设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、设计(论文)课题要求：本论文要求广泛搜集相关研究资料，并进行深入对比分析。在撰写毕业论文有一定的学术性，一定的创见性，具有科学性，做到观点正确、论据充分、推理严密；层次分明、条理清楚、语言简练。论文主要在以下几个方面展开论述： 根据节约资源的任务要求，初步拟定声光控制电路工作原理的可行性，真正的有利于人们的方便、节能 2、文献查阅要求：在查阅相关参考文献时，首先要分析研究课题，明确查阅要求，其次选择合适的检索工具和检索方法；利用检索工具查找文献线索，了解馆藏情况，获取原始文献；最终要把检索到文献认真地加以筛选、消化和吸收，变为可用的活资料。 完成期限：自2014年11月15日至2015年3月31日 指导教师：教研室主任：
系主任: 2014年11月 15日
目录 绪论 摘要 (1) 第一章元件的介绍 (2) 1.1 电阻的定义及分类 (2) 1.2 电容的分类及选用 (3) 1.3二极管的定义及分类 (4) 1.4三极管 (5) 1.5晶闸管 (6) 1.5.1光控晶闸管的结构 (6) 1.5.2光控晶闸管的工作原理 (7) 1.5.3光控晶闸管的特性 (7) 第二章电路设计及工作原理 (8) 2.1设计流程 (8) 2.2光控电路 (9) 2.3声控电路 (9) 2.4延时电路 (11) 2.4.1电路的放电过程 (11) 2.4.2电路的时间常数 (12) 2.4.3延迟时间的可优化性 (13) 第三章电路的焊接与调试 (13) 总结 (15) 致谢 (16)
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。
传感器光控灯实验报告
河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：张念琦学号：120701235 专业班级：电信122 课程名称：传感器原理及应用 学年学期：2014—2015学年第一学期指导教师：陈书旺 2014年12月
课程设计成绩评定表
目录 一.摘要 (1) 二.设计目的 (1) 三.设计题目 (1) 四.设计任务与要求 (2) 五、所用器件及功能 (2) 六、设计原理及原理图 (7) 1、设计原理 (7) 2、设计原理图 (8) 3、设计步骤 (8) 4、电路框图 (8) 七、电路实物图 (8) 八、电路说明 (9) 九、制作过程和调试 (9) 十、心得体会 (10) 十一、参考文献 (12)
一、摘要 光控电灯，就是用光线来控制电灯所需的电流，让电流接通或断开，以达到开关电灯的目的。其主要元器件是光控管，当光线照射时，产生能控制开关电路的电流，起到控制作用。目前，江河、海洋的灯塔，公路的路灯，和其他一些无人值守而又需要照明的地方，普遍采用光控灯。 本课题介绍的光控自动照明灯，电路简单，使用方便。通过光控照明电路，以达到节省能源的目的,该设计主要介绍的是关于光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄灭。在较黑暗或完全没有光照的时候灯就会亮起来，这样就达到了节电和节能的目的，和延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。 在现代社会中，某些场所灯光已经不再满足与单纯的手动开关，而是向智能和人性化方向发展，方便与节能已经是主题口号，所以各种光控灯应运而生，而且在光控基础上在发展成为更实用的声光控照明灯，所以研究光控的原理是非常有必要的。 光控灯电路作为一种简单的实用电路现在已经渗透到我们生活中很多方面，最常见的如光控照明灯，就是指在有光情况下会自动熄灭，当夜幕来临的时候等会自动的亮起来，很适合做路灯和走廊灯的控制，起到了很好的节能效果。现在的一些小孩玩具中也应用到这一原理，把光控集成电路植入于玩具当中（常见于轮滑鞋），遮光时就会出现闪光效果，非常有趣。 二．设计目的 1.通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。 2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3.通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。 4.掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。能在教师指导下，完成课题任务。 5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。 6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
声光触摸三控照明灯开关的设计 结题论文
电子产品创作设计课程项目设计论文题目：声光触三控照明延时电路 院系: 电子工程学院 班级: 作者： 西安电子科技大学
244323766.doc 摘要 声光触摸控制照明灯开关，能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定等特点。设计声光触摸控制延时开关,综合了声、光、触摸和延时控制。本文阐述了简单的声光触摸控制照明灯开关的制作。采用CD4011四二与非门芯片，驻极体传声器、光敏电阻、电容等作为基本元件。光敏电阻,驻极体传声器和触摸片三种传感器形成了声控、光控和触摸三种控制的电路。利用protel99se软件完成电路原理图的制作和PCB 电路板的制作。开关制作完成后，测试结果实现了所要求的控制。 【关键词】声光触摸控制；延时控制；光敏电阻；
Abstract Sound and light touch control lighting switches, automatic control can be switched during the day, night lighting, and eliminate people of lights. It’s feature is ensitive, low consumption, stable performance, ect. Design acousto-optic touch control delay switch which combine sound and light, touch and delay control. This paper expounds how to make a simple sound and light touch control lighting switch (DIY). It’s basic device is CD4011 42 sr chip, microphone, photoresistance, capacity, etc. photoconductive resistance, microphones and touch tablet three sensor formed sonic, ligh-activated and touch three control circuit. Use protel99se software circuit principle diagram production and PCB production. When switch production is completed , test results to the requirements of control. Key Words: Sound, light and touch control ；delay control ；photoresistance；
光控流水灯设计
编号： 课程设计（论文）说明书 题目：光控流水灯设计 院（系）：信息与通信学院 专业：电子信息工程 学生姓名：段超宁 学号： 0900220411 指导教师：蒋俊正 2012年12 月10 日
摘要:光控流水灯控制器是一个通过外界光线的强度来控制输出方波的频率，通过它可以自动实现一些控制，通过感光装置（光敏电阻），实现自动化开关有利于许多生产与生活，例如在车间里可以安装光控开关来控制车间里的照明灯，这样既利于车间的照明又有利于节约电，光足够亮时开关会自动关掉照明灯。在其他面也可以广泛应用。 光控流水灯在日常生活中的应用已经全面在市场上开始推广，但毫无疑问，这一设计的应用前景是很广阔的。本文概述了光敏电阻的基本原理和特点，并介绍了光敏电阻的基本结构和用于实现电路控制的功能；并介绍了其用于控制路灯的设计方案，并对程序进行调试及性能分析。 关键字：光敏电阻，光控流水灯
目录 1. 光敏电阻的结构与工作原理 (3) 2. 光敏电阻的主要参数 (5) 3．光敏电阻的特性 (5) 3.1 伏安特性 (5) 3.2 光谱特性 (6) 3.3 温度特性 (6) 3.4 频率特性 (6) 4 继电器的类型参数 (7) 5 稳压二极管参数 (7) 6. 三极管参数 (8) 7. 系统原理 (8) 8. 原理图 (9) 9. 工作原理及过程 (9) 10. 元件的选取列表及参数 (10) 11. 结束语 (10) 12. 附录：实物图参考 (11)
1. 光敏电阻的结构与工作原理 光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性， 纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减小，电路中电流迅速增大。 一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好， 此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级， 亮电阻值在几千欧以下。 它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。它是在一块匀质的光电导体两端加上电极构成。两电极加上一定电压后，当光照射到光电导体上，由光照产生的光生载流子在外加电场作用下沿一定方向运动，在电路中产生电流，达到光电转换目的。它以其高度的稳定性而广泛地应用在自动化技术 (a) 光敏电阻结构； (b) 光敏电阻电极； (c) 光敏电阻接线图 光敏电阻结构图 金属电极 半导体 玻璃底板电源检流计R L E I (a ) (b )(c ) R a 0.050.100.150.200.25 0.300.350.40 00.20.40.60.81.01.21.4 I / m A / lm
传感器光控灯实验报告要点
河北科技大学课程设计报告 学生姓名：学号：110701141 专业班级：电信111 课程名称：传感器原理及应用 学年学期：2013—2014学年第一学期指导教师： 2013年12月
课程设计成绩评定表
目录 一·摘要 二·设计目的 三·设计要求 四·正文
4.1设计题目 4.2所用器材 4.3电路器件说明 4.4设计原理 4.5设计原理图 4.6设计步骤 4.7电路框图 4.8电路实物图 4.9电路说明 五·制作过程和调试 六·心得体会 七·参考文献 一.摘要 本课题介绍的光控自动照明灯，电路简单，使用方便。通过光控照明电路，以达到节省能源的目的,该设计主要介绍的是关于光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄灭。在较黑暗或完全没有光照的时候灯就会亮起来，这样就达到了节电和节能的目的，和延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。
在现代社会中，某些场所灯光已经不再满足与单纯的手动开关，而是向智能和人性化方向发展，方便与节能已经是主题口号，所以各种光控灯应运而生，而且在光控基础上在发展成为更实用的声光控照明灯，所以研究光控的原理是非常有必要的。 光控灯电路作为一种简单的实用电路现在已经渗透到我们生活中很多方面，最常见的如光控照明灯，就是指在有光情况下会自动熄灭，当夜幕来临的时候等会自动的亮起来，很适合做路灯和走廊灯的控制，起到了很好的节能效果。现在的一些小孩玩具中也应用到这一原理，把光控集成电路植入于玩具当中（常见于轮滑鞋），遮光时就会出现闪光效果，非常有趣。二．设计目的 1.通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。 2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3.通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。 4.掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。能在教师指导下，完成课题任务。 5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。 6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 ⒎了解与课程有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，编写设计说明书。提高自己的动手能力，培养严肃、认真的工作作风和科学态度。 三．设计要求
声光触摸控制楼道灯开关毕业设计
江苏城市职业学院 毕业设计（论文） （ 2011 届） 设计（论文）题目 系部 专业 班级 学号 姓名 起讫日期 指导教师职称 2011年 4 月日
摘要 目前市场上所遇到的自熄开关主要有声光控延时开关，天黑以后，当有人走过楼摘梯通道发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮提供照明，当人们走过楼道延时几秒钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，即可以达到节能的目的，但在有光无声的状态下开灯检查却不行。我设计的声、光、触摸三控延时电路就解决了这个问题，本人设计的是一款以CD4069数字电路为主要元件制作的声、光控制及人体触摸控制的延时照明灯电路。将该装置安装在楼道、走廊或卫生间等场所，在夜间，有人走动或发声时，灯会自动点亮延时数秒后自动熄灭。在白天，若触摸电极片A，则自动灯会受触发而点亮。 关键词:光控声控静电感应节能楼道照明灯毕业设计
目录 第一章绪论 (1) 第二章电路结构的设计及工作原理的设想 (2) 第三章其它的设计思想和依据 (5) 3.1常用集成电路简介 (5) 3．1．1半导体集成电路型号命名法（国家标准GB3430-82） (5) 3．1．2集成电路芯片管脚识别 (5) 3．1．3集成三端稳压器 (6) 3．1．4集成电路CD4069 (7) 3.2 光敏电阻的工作原理 (7) 第四章主要器件的检测 (11) 4.1．光敏电阻的检测 (11) 4.2.集成电路CD4069各引脚间的开路电阻的检测 (11) 第五章毕业设计小结 (13) 第六章致谢 (14)
第一章绪论 国标GB50096-1999《住宅建筑设计规范》规定，住宅中公共部分应设人工照明，除高层住宅的电梯厅和应急照明灯外，均应采用节能自熄开关。采用自熄开关的主要目的是改善人们的居住环境及节能。 目前市场上所遇到的自熄开关主要有声光控延时开关，天黑以后，当有人走过楼梯通道发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮提供照明，当人们走过楼道延时几秒钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，既可以达到节能的目的，但在有光无声的状态下开灯检查却不行。我设计的声、光、触摸三控延时电路就解决了这个问题，在任何状态下用手摸到触摸开关铜片，人体的静电感应电压经电子线路放大后就能将开关启动。实际使用价值更大。
光控灯课程设计
模拟电子技术 课程设计报告 设计题目：光控灯学院电气电子工程学院班级 学号 姓名 成绩 指导教师王小平 完成日期：2012年6月22日
目录 摘要 (2) 1、设计要求及原理 (3) 1.1 设计要求 (3) 1.2 设计原理 (3) 2、设计过程 (3) 2.1 设计电路 (3) 2.2 电路说明 (3) 2.3 元件参数 (4) 3、问题及解惑 (4) 4、心得和体会 (5) 5、课程设计评分标准 (6) 6、参考文献 (7) １
摘要 在现代社会中，某些场所灯光已经不再满足与单纯的手动开关，而是向智能和人性化方便向发展，方与节能已经是主题口号，所以各种光控灯应运而生，而且在光控基础上在发展成为更实用的声光控照明灯，所以研究光控的原理是非常有必要的。 本课题介绍的光控自动照明灯，电路简单，使用方便。通过光控照明电路，以达到节省能源的目的,该设计主要介绍的是关于光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄灭。在较黑暗或完全没有光照的时候灯就会亮起来，这样就达到了节电和节能的目的，和延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。 关键词：光控、三极管、继电器、光敏电阻、发光二极管、运算放大器 ２
1、设计要求及原理 1.1设计要求 白天时灯灭，天黑时灯自动点亮。 1.2设计原理 光控灯是把光信号转换为电信号，再将电信号转换为光信号的装置。电路中有一个光敏元件它的内阻随光照的强弱变化而变化，一般是光线强时电阻减小，光线弱时电阻增大，从而可改变电路的分压值，经开关电路、放大电路来控制发光二极管的导通或截止来实现光控的。 2、设计过程 2.1电路 2.2电路说明 接通电源后，当有光照射到光敏电阻RP时，其阻值减小，Q1基极电压降低Q1截止，Q1基极电压升高Q1截止，发光二极管无电流通过处于熄灭状态；反之光敏电阻RP没有光照时，其阻值增大，Q1基极电压降低，Q1饱和导通，发光二极管得到电压从而发光。但这个电压较小，不能驱动LED灯，需要对这个电压进行放大。 本电路中用到特殊器件----光敏电阻(Rp),用之前可先用万用表测试其在受光时的电阻 ３
楼道声光控制感应灯设计【开题报告】
毕业论文开题报告 电子信息工程 楼道声光控制感应灯设计 一、课题研究意义及现状 21世纪新光源，使得它越来越多地用在彩灯装饰和照明领域。未来白光LED发光二极管的市场规模与应用将无限宽广，并将进入一般家庭，取代各种传统的室内外照明灯具。LED最大的特点在于无须暖灯时间、开关次数对寿命无影响、反应速度快(约在10-9秒)、安全而且光源控制成本低，使频繁开关成为可能，及运用于声光控灯上的最佳光源。 在地球资源日渐衰竭的今日，环保、节能是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，在灯种的研发上，更是趋向环保、节能的特性上著眼。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的光源对居家照明节能具有十分重要的意义。由此LED灯的诸多优点在未来有可能取代传统的照明设备，尤其是白光LED，更被灯饰界寄以厚望，是照明产品的新兴光源，有「绿色照明」光源之称，未来将光芒耀眼，发展潜力无限。白光LED具有体积小、发热量低、寿命长、耗电量小、反应速度快等众多优点，却无白炽钨丝灯泡高耗电、发热量大，光效能低，易碎及萤光粉灯废弃物含汞污染环境等缺点，因此十分被灯饰业者看好。中国照明电器协会理事长陈燕生在2006年6月19日时预测说；“LED可望在5年左右广泛应用于普通照明”。 根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。进一步提高照明产品的质量和档次进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。新的建筑照明标准已完成制订工作，即将批准执行，新标准基本与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要我们进一步的改进现有的照明设施。 因此，人们认为这是跨世纪的值得关注的电子革命大事，它既是科技专家争先抢占的高新技术领域的制高点，又是企业家获得巨大利润的战场。半导体节能声光控照明灯在各个领域的新系统设计、研究等方面显示出了强有力的推广和应用前景。 二、课题研究的主要内容和预期目标 主要研究传感器声光控制感应灯的声光控制电路，熟悉各种光敏传感器，声敏传感器，以及设计所需用到的各种芯片的结构和功能，并熟悉集成电路的设计方法，完成设计声光控制开关电路，最终完成声光控制感应灯的设计作品。 具体内容：
声光双控灯毕业设计
云南城市建设职业学院Yunnan Urban Construction Vocational College 课题报告 题目：声光双控灯 姓名：杨雪峰 学号： 109508010 院系：信息工程系 专业：移动通信技术 指导教师：刘彬 二零一二年十月二十二日
摘要 声光控制开关是一种当环境亮度高时，有声响灯也不亮，当环境亮度低利用人的脚步声、说话声、击掌声等声音作用使灯点亮，亮灯一定时间后能自动熄灯的自动控制照明开关。它一般采用集成电路，其基础原理是当白天的环境亮度高时，经光敏电阻的作用，电路被封锁，声音不能触发电路工作，灯泡不亮。晚上或环境亮度低时，光敏电阻阻值呈相反状态，当有声音时，声音信号由压电陶瓷片拾取，经声电转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器经将幅度、频率不尽相同的若干声波信号转换成一次状态改变的控制信号，延时后执行机构直接控制开关，电路工作，灯泡点亮，亮灯一定间后（可根据需要设定）自动熄灭。在实际工程应用中，要注意选择灵敏度适宜，电路元件质量好的开关。有的开关灵敏度低或器件质量存在问题，必须大喊一声，或使劲跺脚、拍手，才能使灯亮起来，嗓声大，对环境影响大，不受欢迎。此外，还要注意维护，有的开关因环境光接收口被灰尘、小广告覆盖，无声响时，白天灯也自动点亮，或某个元件故障，导致晚间灯不亮，或即亮即灭等现象，影响使用。 关键词：与非门放大；光敏二极管；可控开关；延迟电路。
Abstract Sound and light control switch is a kind of brightness when the environment is high, there is sound lights do not shine, when the environmental brightness is low, the use of people's footsteps, voices, applause and other sound effects hit so that lamp lit, lighting a certain time can automatically turn off the lights after the automatic control of lighting switches. It is commonly used integrated circuits, based on principle is that when the ambient light is high during the day, after the role of photosensitive resistor, the circuit is blocked, the sound does not trigger the circuit, light bulb does not shine. At night or environmental brightness is low, the photosensitive resistor was the opposite state, when there are sound, the sound signals picked up by the piezoelectric ceramics by acoustic-electric converted into weak electrical signals, the signal after amplification evacuation processor, handling device will be amplitude, frequency, a number of different acoustic signals into a state change of the control signal, time delay after the direct control by the executive body switches, circuit work, light bulbs, lighting upon certain rooms (can be set as required) automatically switch off. In practical engineering applications, the sensitivity should be selected from suitable, good quality components, the circuit switch. Some switches or low sensitivity device quality problems must be shouted, or energetically stomping, clapping, can lights up, throat and loud voices on the environmental impact of large, unpopular. In addition, we must pay attention to maintain, and some switch I have been receiving due to ambient light dust, small advertising coverage, no sound when the lights are automatically lit during the day, or a component failure,resulting in night light does not shine, or the bright Jimie and otherphenomena affect the use. Key words: cross-coupled nand gates amplifier, Photosensitive diode; Controllable switching; Latency circuits.