光控自動(dòng)路燈的設(shè)計(jì)與制作：畢業(yè)設(shè)計(jì)論文附實(shí)物圖實(shí)物制作(編輯修改稿)
2025-03-28 08:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 根據(jù)所學(xué)知識(shí)畫(huà)出設(shè)計(jì)原理圖 。 分析模塊電路的功能； 按原理圖焊接好電路，然后調(diào)試，直到達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求； 完成課題設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 四川信息技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 相關(guān)元器件介紹 光敏電阻 光敏電阻器又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光 強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。 通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時(shí)，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子 — 空穴對(duì)，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強(qiáng)。一般光敏電阻器結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。 光敏電阻的主要參數(shù)有亮電阻，暗電阻，光電特性 ， 光譜特性，頻率特性，溫度特性。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。沒(méi)有極性，純粹是個(gè)電阻期間，使用時(shí)可加直流也可以加交流。 圖 31 光敏電阻結(jié)構(gòu)圖 整流二極管 整流二極管一種用于將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷?半導(dǎo)體器件 。 如圖 32 所示， 通常它包含一個(gè) PN結(jié) ，有 正 極和 負(fù) 極 兩個(gè)端子。 P區(qū)的載流子是 空穴 ,N 區(qū)的載流子是電子，在 P區(qū)和 N區(qū)間 形成一定的位壘。外加使 P區(qū)相對(duì) N區(qū)為正的電壓時(shí)，位壘降低，位壘兩側(cè)附近產(chǎn)生儲(chǔ)存載流子，能通過(guò)大電流，具有低的 電壓降 （典型值為 ） ,稱(chēng)為正向?qū)?狀態(tài) 。若加相反的電壓 ,使位壘增加，可承受高的 反向電壓 ，流過(guò)很小 四川信息技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè) 的 反向電流 （稱(chēng)反向 漏電流 ），稱(chēng)為 反向阻斷狀態(tài) 。整流二極管具有明顯的 單向?qū)щ娦?。整流二極管可用半導(dǎo)體鍺或硅等材料制造。硅整流二極管的 擊穿電壓 高，反向漏電流小，高溫性能良好。通常高壓大功率整流二極管都用高純單晶硅制造 (摻雜較多時(shí)容易 反向擊穿 ）。這種器件的結(jié)面積較大，能通過(guò)較大電流（可達(dá)上千安），但工作頻率不高，一般在幾十千赫以下。整流二極管主要用于各種低頻 半波整流電路 ，如需達(dá)到 全波整流 需連成 整流橋 使用。 圖 32 1N4001整流二極管 三極管 三極管，全稱(chēng)應(yīng)為半導(dǎo)體三極管，也稱(chēng)雙極型晶體管、晶體三極管，是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件 ， 其作用 是把微弱信號(hào)放大成輻值較大的電信號(hào)，也用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的 PN 結(jié)，兩個(gè) PN 結(jié)把整塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP 和 NPN兩種。 三極管工作原理 晶體三極管（以下簡(jiǎn)稱(chēng)三極管）按材料分有兩種：鍺管和硅管。而每一種又有NPN 和 PNP兩種結(jié)構(gòu)形式，但使用最多的是硅 NPN 和鍺 PNP 兩種三極管（其中， N 表示在高純度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在電壓刺激下產(chǎn) 生自由電子導(dǎo)電，而p是加入硼取代硅，產(chǎn)生大量空穴利于導(dǎo)電）。兩者除了電源極性不同外，其工作原理都是相同的， 三極管結(jié)構(gòu)如圖 33所示， 下面僅介紹 NPN 硅管的電流放大原理。 四川信息技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè) 圖 33 三極管結(jié)構(gòu) 對(duì)于 NPN 管，它是由 2塊 N型半導(dǎo)體中間夾著一塊 P型半導(dǎo)體所組成，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間形成的 PN結(jié)稱(chēng)為發(fā)射結(jié) ,而集電區(qū)與基區(qū)形成的 PN結(jié)稱(chēng)為集電結(jié) ,三條引線分別稱(chēng)為發(fā)射極 e 、基極 b和 集電極 。 當(dāng) b點(diǎn)電位高于 e點(diǎn)電位零點(diǎn)幾伏時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正偏狀態(tài)，而 C點(diǎn)電位高于 b點(diǎn)電位幾伏時(shí)，集電結(jié)處于反偏狀態(tài)，集電極電源 Ec 要高于基極電源 Eb。 在制造三極管時(shí)，有意識(shí)地使發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子濃度大于基區(qū)的，同時(shí)基區(qū)做得很薄，而且，要嚴(yán)格控制雜質(zhì)含量，這樣，一旦接通電源后，由于發(fā)射結(jié)正偏，發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子（電子）及基區(qū)的多數(shù)載流子（空穴）很容易地越過(guò)發(fā)射結(jié)互相向?qū)Ψ綌U(kuò)散，但因前者的濃度基大于后者，所以通過(guò)發(fā)射結(jié)的電流基本上是電子流，這股電子流稱(chēng)為發(fā)射 極電流了。 繼電器 繼電器是一種電控制 器件 ，是當(dāng)輸入量（激勵(lì)量）的變化達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。它具有 控制系統(tǒng) （又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制 電路 中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。 電磁繼電器 電磁繼電器 一般由 鐵芯 、 線 圈 、 銜鐵 、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的 電壓 ，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的 電流 ，從而產(chǎn)生 電磁效應(yīng) ，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸 四川信息技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用 力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱(chēng)為“常開(kāi)觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱(chēng)為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。 其接線圖如圖 34 所示。 圖 34 電磁繼電器接線圖 555 時(shí)基電路 555 概述 555 定時(shí)器 成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器 及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)
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