教室自動(dòng)感應(yīng)照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案(已修改)
2025-05-16 04:58 本頁(yè)面
【正文】 教室自動(dòng)感應(yīng)照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘 要為了適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要，更好地培養(yǎng)21世紀(jì)的應(yīng)用型電子技術(shù)人才，在自動(dòng)化技術(shù)日趨成熟的今天，照明電路的自動(dòng)化控制已是隨處可見(jiàn)的了。但是要做到功能強(qiáng)可靠性高、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，這就是我們現(xiàn)在研究的課題了。照明電路不僅用在工業(yè)生產(chǎn)中而且已滲入到人們工作和生活的各個(gè)角落。幾乎是從小到生活照明，大到工業(yè)控制，照明電路都起到了舉足輕重的作用。自動(dòng)感應(yīng)照明控制系統(tǒng)有力地推動(dòng)了各行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代，應(yīng)用前景非常廣闊。目前，在各類(lèi)學(xué)校教室的照明燈由于管理不善，經(jīng)常是教室空無(wú)一人，卻燈火通明，極大的浪費(fèi)電源。該設(shè)計(jì)題目是通過(guò)對(duì)目前市場(chǎng)上銷(xiāo)售的同類(lèi)產(chǎn)品的調(diào)查研究，找出現(xiàn)有產(chǎn)品的不足之處和為什么沒(méi)有推廣的原因，設(shè)計(jì)制作適合用戶(hù)使用和方便使用的產(chǎn)品。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：人體感應(yīng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、自動(dòng)照明開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。一、設(shè)計(jì)原理及方框圖在光線亮?xí)r，節(jié)電開(kāi)關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài)，燈不亮，夜間或光線較暗時(shí)，節(jié)電開(kāi)關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)。當(dāng)有人經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)附近時(shí)，紅外傳感器檢測(cè)到人體信號(hào)把節(jié)電開(kāi)關(guān)啟動(dòng)，燈亮，當(dāng)人離去時(shí)，延時(shí)40～50秒后節(jié)電開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉、燈滅。圖1是教室感應(yīng)自動(dòng)照明控制電路的原理方框圖，由紅外傳感器、放大電路、倍壓整流、光控電路、電子開(kāi)關(guān)、延時(shí)和交流開(kāi)關(guān)七部分電路組成。二、原理圖及其說(shuō)明圖21紅外線傳感器、光控智能開(kāi)關(guān)原理圖電路原理： 紅外傳感器是感應(yīng)人體信號(hào)，VTRRC1組成放大電路。為了獲得較高的靈敏度，VT1 的β值選用大于100。R3不宜過(guò)小，否則電路容易產(chǎn)生間歇振蕩，CD1和DC3構(gòu)成倍壓整流電路。RR5和光敏電阻D5組成光控電路。有光照射在D5上時(shí)，阻值變小，對(duì)直流控制電壓衰減很大。VTVT3和RD3組成的電子開(kāi)關(guān)截止，C4 內(nèi)無(wú)電荷，單向可控硅MCR截止，燈泡不亮。在MCR截止時(shí)，直流高壓經(jīng)RRD4降壓后加到CCW1穩(wěn)壓管）上端。C3為濾波電容，CW1為穩(wěn)壓值12～15V的穩(wěn)壓二極管，保證C3上電壓不超過(guò)15V直流電壓。當(dāng)無(wú)光照射D5時(shí)，D5 阻值很大，對(duì)直流控制電壓衰減很小，VTVT3等組成的電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，D3 也導(dǎo)通，使C4充電。RC5和單向可控制MCR、D6～D9組成延時(shí)與交流開(kāi)關(guān)。C4通過(guò)R8 把直流觸發(fā)電壓加到MCR控制端，MCR導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。燈泡發(fā)光時(shí)間長(zhǎng)短由CR8 的參數(shù)決定，按圖中所給出的元器件數(shù)值R8為22K），發(fā)光40~50秒左右后，MCR截止，燈熄滅。C5為抗干擾電容，用于消除燈泡發(fā)光抖動(dòng)現(xiàn)象。熱釋電人體紅外線傳感器是上世紀(jì)80年代末期出現(xiàn)的一種新型傳感器件。現(xiàn)在，已得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前，一些書(shū)刊只簡(jiǎn)要介紹了被動(dòng)式熱釋電人體紅外線傳感器的基本應(yīng)用。本文就主動(dòng)式和被動(dòng)式兩方面的基本應(yīng)用原理作大致介紹。目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)的熱釋電人體紅外線傳感器主要有上海產(chǎn)的SD0PH5324，德國(guó)產(chǎn)的LH195LH1958，美國(guó)HAMAMATSU公司產(chǎn)P2288，日本NIPPON CERAMIC公司的SCA02RS02D等。雖然它們的型號(hào)不一樣，但其結(jié)構(gòu)、外型和電參數(shù)大致相同，大部分可以彼此互換使用。利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。紅外線又稱(chēng)紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì)，只要它本身具有一定的溫度高于絕對(duì)零度），都能輻射紅外線。紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸，因而不存在摩擦，并且有靈敏度高，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。紅外線傳感器包括光學(xué)系統(tǒng)、檢測(cè)元件和轉(zhuǎn)換電路。光學(xué)系統(tǒng)按結(jié)構(gòu)不同可分為透射式和反射式兩類(lèi)。檢測(cè)元件按工作原理可分為熱敏檢測(cè)元件和光電檢測(cè)元件。熱敏元件應(yīng)用最多的是熱敏電阻。熱敏電阻受到紅外線輻射時(shí)溫度升高，電阻發(fā)生變化，通過(guò)轉(zhuǎn)換電路變成電信號(hào)輸出。光電檢測(cè)元件常用的是光敏元件，通常由硫化鉛、硒化鉛、砷化銦、砷化銻、碲鎘汞三元合金、鍺及硅摻雜等材料制成。紅外線傳感器常用于無(wú)接觸溫度測(cè)量，氣體成分分析和無(wú)損探傷，在醫(yī)學(xué)、軍事、空間技術(shù)和環(huán)境工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。例如采用紅外線傳感器遠(yuǎn)距離測(cè)量人體表面溫度的熱像圖，可以發(fā)現(xiàn)溫度異常的部位，及時(shí)對(duì)疾病進(jìn)行診斷治療見(jiàn)熱像儀）；利用人造衛(wèi)星上的紅外線傳感器對(duì)地球云層進(jìn)行監(jiān)視，可實(shí)現(xiàn)大范圍的天氣預(yù)報(bào)；采用紅外線傳感器可檢測(cè)飛機(jī)上正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī) 的過(guò)熱情況等。HN911采用熱釋電紅外控制模塊的照明燈，它可以用于衛(wèi)生間、儲(chǔ)藏室、樓梯走廊等處，可做到人來(lái)燈亮，人走燈滅，并且還具有白天自動(dòng)封鎖功能。HN911系列模塊是采用新技術(shù)和新工藝，將高靈敏度的熱釋電紅外傳感器、放大器、信號(hào)處理及輸出電路組裝在一起制成模塊式電路，它具有從信號(hào)接收至控制輸出的全部功能。在它的輸出端接上晶體管放大電路或單穩(wěn)態(tài)電路可以驅(qū)動(dòng)繼電器，接上光耦合電路可以驅(qū)動(dòng)雙向可控硅。圖23 HN911模塊的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)在一些需用高電壓、小電流的地方，常常使用倍壓整流電路。倍壓整流，可以把較低的交流電壓，用耐壓較低的整流二極管和電容器，“整”出一個(gè)較高的直流電壓。倍壓整流電路一般按輸出電壓是輸入電壓的多少倍，分為二倍壓、三倍壓與多倍壓整流電路。圖44是二倍壓整流電路。電路由變壓器B、兩個(gè)整流二極管DD2及兩個(gè)電容器CC2組成。其工作原理如下：e2 正半周上正下負(fù)）時(shí)，二極管D1導(dǎo)通，D2 截止，電流經(jīng)過(guò)D1 對(duì)C1充電，將電容Cl上的電壓充到接近e2 的峰值，并基本保持不變。e2 為負(fù)半周上負(fù)下正）時(shí)，二極管D2導(dǎo)通，Dl截止。此時(shí)，Cl上的電壓Uc1＝E2與電源電壓e2 串聯(lián)相加，電流經(jīng)D2 對(duì)電容C2 充電，充電電
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