模电课程设计延时小夜灯完整版

XXXXX《模拟电子技术》课程设计题目延时小夜灯___学生姓名XXX_____专业班级14级通信工程2班学号____201451032_____院（系）信息工程学院__指导教师XXX_____完成时间2015年12月31日郑州科技学院模拟电子技术课程设计任务书专业14级通信工程班级2学号201451032姓名XXX一、设计题目延时小夜灯______________二．设计任务与要求1、光控延时照明。当光照强度骤然间由强变弱，使光敏电阻的阻值发生明显变化。小夜灯便延时点亮1.5分钟左右。2、手动延时照明。在黑暗环境中，只需按一下灯盒上的自复位开关，小灯便延时点亮2分钟左右。3、根据上述要求选定设计方案，并在网上或者相关书籍上查找相关文献，了解小夜灯的设计原理。进而设计出延时小夜灯的设计电路图。4、在电脑上用Multisim软件进行仿真，经过仿真成功的设计可以按照电路图进行原件的购买和焊接。焊接完成后需要达到设计目的的效果。三、参考文献[1]蓝厚荣，单片机的PWM控制技术[J].工业控制计算机，2010.2~9[2]杨力，左能.电子技术[M].北京：中国水利水电出版社，2006.7~8[3]高吉祥，电子技术基础实验与课程设计[M].2版.北京：电子工业出版社，2005.90~98[4]江晓安，董秀峰编著.模拟电子技术.3版[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.33~35[5]王宪伟，电子技术实验与课程设计[M].北京：清华大学出版社，2006.66~67四、设计时间2014年12月21日至2015年12月31日指导教师签名：_________________年月日摘要在我们日常生活中，随着人们人性化的生活理念，响应科学减排和节能科学发展的号召，许多地区使用了延时灯。延时灯在日常生活中具有广泛应用，主要用于公共照明，在节能减排方面有重要的作用。我们所设计的延时小夜灯由二极管、三极管、电容、光敏电阻等元件组成，利用光控电路和延迟电路等单元电路来实现延时小夜灯所具备的功能。(1)光控延时照明。当光照强度骤然间由强变弱，使光敏电阻的阻值发生明显变化。小夜灯便延时点亮1.5分钟左右。(2)手动延时照明。在黑暗环境中，只需按一下灯盒上的自复位开关，小灯便延时点亮2分钟左右。关键词：延时光控手动小夜灯目录1课程设计的目的...................................12课程设计的任务与要求.............................23设计方案与论证...................................33.1设计方案.................................33.2论证........................................44设计原理及功能说明...............................54.1延时小夜灯的基本原理........................54.2延时小夜灯的功能说明........................65单元电路的设计...................................75.1光控电路的设计..............................75.2延迟电路的设计..............................86硬件的制作与调试.................................96.1元器件选择..................................96.2制作与使用..................................97总结.............................................11参考文献..........................................12附录1：总体电路原理图............................13附录2：实物图...................................14附录3：元器件清单................................15延时小夜灯设计11课程设计的目的1、学习基本理论在实践中的综合运用，掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。2、学会延时小夜灯的设计方法和性能指标测试方法。3、培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。延时小夜灯设计22课程设计的任务与要求1、光控延时照明。当光照强度骤然间由强变弱，使光敏电阻的阻值发生明显变化。小夜灯便延时点亮1.5分钟左右。2、手动延时照明。在黑暗环境中，只需按一下灯盒上的自复位开关，小灯便延时点亮2分钟左右。3、根据上述要求选定设计方案，并在网上或者相关书籍上查找相关文献，了解小夜灯的设计原理。进而设计出延时小夜灯的设计电路图。4、在电脑上用Multisim软件进行仿真，经过仿真成功的设计可以按照电路图进行原件的购买和焊接。焊接完成后需要达到设计目的的效果。延时小夜灯设计33设计方案与论证3.1设计方案方案一:光控手控的延时小夜灯延时夜灯电路图如下。白天或夜晚室内开电灯时，光敏电阻RL受光照呈低阻，三极管VT1、VT2无偏流均截止使小电珠H断电不发光。当室内电灯突然熄灭时，RL因失去光照呈高阻，电池G通过R1和VT1的发射结对C充电，充电电流作为VT1的偏流使得VT1、VT2先后导通，从而使H通电发光。经过一段延时时间，C充电电流趋向零，H断电自动熄灭。当因天黑室内光线缓慢变暗时，由于C的正极电位随着RL阻值逐渐增大而缓慢升高，其充电电流始终很小，经VT1、VT2放大也不足以点亮H，故这个电路只对光线突变起作用。当天亮或再次开亮室内电灯时，RL阻值变小，C的正极端电位下降，C所充电荷通过RL和二极管VD快速泄放掉，为再次熄灯后延时点亮H做好准备。电容C两端并联一个自复位按键开关用于手动延时照明。在黑暗环境中按动SB，C所充电荷便被快速泄放掉；随后电池G通过Rl和VT1发射结对C重新充电，充电电流使VT1、VT2导通，H通电发光，同样达到了延时照明目的。白天或电灯照明环境下，由于RL受光照呈低阻值，C两端无法充电，故按动SB不会点亮小电珠。图3-1光控手控延时小夜灯电路图延时小夜灯设计4方案二:即拍式延时小夜灯利用人体的导电性质，通过金属片把人体感应电压输入电子电路中，再经过放大元件放大，而作用于电路。利用人体的感应电压触发的,因为在我们的环境里很多的电磁波,都会使人体产生感应电压,就是这个原理。因为有了感应电压才能触发触摸开关的输入三极管使它导通,从而控制电路开关并延时。图3-3即拍式延时小夜灯电路图3.2论证对比可得两个方案均可实现延时功能。方案二原理复杂难懂，所涉及的电路元件比较多，制作起来比较复杂，费时又费力，使用起来也不太方便，而第一个设计方案电路图所涉及的元器件较少，原理较为简单易懂，制作起来也比较简单。制作成功后，可以光控也可以手控，使用方便。由于采用干电池供电，工作起来安全可靠。实在是居家旅行必备产品。延时小夜灯设计54设计原理及功能说明4.1延时小夜灯的基本原理白天或夜晚室内开电灯时，光敏电阻RL受光照呈低阻，三极管VT1、VT2无偏流均截止使小电珠H断电不发光。当室内电灯突然熄灭时，RL因失去光照呈高阻，电容C的正极电位跳高，电池G通过R1和VT1的发射结对C充电，充电电流作为VT1的偏流使得VT1、VT2先后导通，从而使H通电发光。经过一段延时时间，C充电电流趋向零，VT1、VT2先后失去偏流截止，H断电自动熄灭。当因天黑室内光线缓慢变暗时，由于C的正极电位随着RL阻值逐渐增大而缓慢升高，其充电电流始终很小，经VT1、VT2放大也不足以点亮H，故这个电路只对光线突变起作用。当天亮或再次开亮室内电灯时，RL阻值变小，C的正极端电位下降，C所充电荷通过RL和二极管VD快速泄放掉，为再次熄灯后延时点亮H做好准备。电容C两端并联一个自复位按键开关SB用于手动延时照明。在黑暗环境中按动SB，C所充电荷便被快速泄放掉；随后电池G通过Rl和VT1发射结对C重新充电，充电电流使VT1、VT2导通，H通电发光，同样达到了延时照明目的。白天或电灯照明环境下，由于RL受光照呈低阻值，C两端无法充电，故按动SB不会点亮小电珠。图4-1光控手控延时小夜灯电路图延时小夜灯设计64.2延时小夜灯的功能说明延时小夜灯适用于走廊、楼道、地下室、车库等场所。延时小夜灯安全、节能、方便。功能特点：1、使用时只需按动开关即导通工作，灯泡点亮一段时间后自动关闭。2、当光线强度骤然间由强变弱，使光敏电阻的阻值发生明显变化。小夜灯便点亮1.5分钟左右。3、无触点电子开关，延长负载使用寿命。4、负载电压小于36V的人体安全电压，使用时不会有危险。延时小夜灯设计75单元电路的设计5.1光控电路的设计光控电路可实现白天时灯的自动封锁熄灭。光控电路的原理是应用光敏元件来实现光纤对其影响。本次设计所用的光敏元件有光敏二极管、光敏三极管和光敏电阻等。延时小夜灯所涉及的光控电路部分是由光敏电阻R2与晶闸管VD构成的。当白天自然光线较强时，光敏电阻R2呈低电阻，与R1分压后是晶闸管VD，门电极处于低水平，VD关断。当白天自然光线较暗时，光敏电阻R2呈高电阻，晶闸管VD门电极处于高水平，VD获得正向触发电压而导通，灯H亮。图5-1光控电路电路图延时小夜灯设计85.2延迟电路的设计常用的延迟电路是利用电容的充放电功能来实现延时功能，并与各类电子元件相互组合实现不同的延时控制。延时电路可实现延时开启和延时关闭灯控制。延时小夜灯所涉及的延迟电路部分是由电容与晶闸管组成。电容与晶闸管组成的延迟电路如图5-2所示。图5-2延迟电路电路图当有U输出时，晶闸管VD导通，同时电容C正向充电。当没有电压U输入后，电容C通过R放电是晶闸管VD都保持导通，使工作电路运作。当C放电完毕,VD因没有触发而截至，延时结束。延时时间由C的电容量和R的大小决定。延时小夜灯设计96硬件的制作与调试6.1元器件选择VT1选用9014或3DG8等NPN管，要求B大于150；VT2选用9012或3CG23等PNP管，要求放大倍数β大于100。VD用1N4148或2CK型硅开关二极管。RL选用MG44-02型树脂封装光敏电阻，其它亮阻小于2千欧、暗阻大于200千欧的光敏电阻也可代用。C用漏电小的优质CD11-10V型电解电容器。Rl、R2用1/8W电阻。H用手电筒2.5V、0.3A小电珠。G用两节5号干电池串联而成。因整个电路平时耗电甚微（实测静态总电流白天小于66微安、夜晚小0.15毫安），故无须设置电源开关。6.2制作与调试根据选定的方案来进行制作电路板，将各种元器件按照电路图来进行焊接。当电路板焊接完毕，电路板连同电池（配3V塑料电池架）一块装入尺寸约60mm×50mm×35mm的绝缘小盒内。盒面板分别开孔固定小电珠和伸出按键开关按钮，盒侧面开孔固定光敏电阻器。安装时注意：要尽量避免小电阻光线直射到光敏电阻器上，以免电路自干扰无法正常工作，必要时可在两者间加装挡光板或者在光敏电阻器外围套上合适的遮光罩。制作好的延时小灯，一般不用任何调试便可投入使用。在作为光控灯使用时，可将电路盒竖立放置在台灯、吊灯下方，使光敏电阻器正对电灯、H面朝需照明方向即可。如果嫌小灯每次延时照亮的时间太长（或太短），可适当减小（或增大）电容器的容量加以调整、直到称心为止。因小灯耗电省，两节新电池一般可用两个多月时间。延时小夜灯设计10如果电容器漏电严重，就会使夜里电路的静态电流增大至数毫安以上（可用黑色墨水瓶盖罩住光敏电阻，测电路静态电流大小判断），导致电池使用寿命显著缩短，应更换漏电小的正品电容器。延时小夜灯设计117总结两周的学习与实践让我对模电知识更进一步的了解，对模电课程中延时小夜灯这一章所涉及的部分元器件有了一定的认识：掌握了选择三极管、二极管、电容及光敏电阻来设计延