利用Proteus仿真实现路灯自动控制开关电路的设计.pdf
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利用 Proteus 仿真实现路灯自动控制开关电路的设计 本文主要介绍了利用 Proteus 仿真实现路灯自动控制开关电路的设计,通过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。 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地节约了能源,更重要的是减少了人力与物力的浪费。 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,来实现路灯的亮灭。 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与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与导通与截止状态来设计的。555 定时器就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。 三、设计电路图 白天时:当光敏电阻 R5 阻值很小时时,相当于白天有光照射。当白天有光照射的情况下,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 R5 阻值很大时,相当于黑夜无光照射。当黑夜无光照射的情况下,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。 夜晚时: 器件介绍: (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、硫化铅与硫化铋等材料。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。这就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。 (2)555 定时器是一种模拟与数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555,用 CMOS 工艺制作的称为 7555,除单定时器外,还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽,可以在 4、5V~16V 工作,7555 可在 3~18V 工作,输出驱动电流约为 200mA,因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 定时器成本低,性能可靠,只需要外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
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