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正文內(nèi)容

基于單片機(jī)及樓道照明燈設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-02-12 13:26 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 P的工作電源輸入端,7腳位電源的負(fù)極Vss,14腳為電源的正極Vdd。在TC4081BP中,每個(gè)與非門的兩個(gè)輸入端與一個(gè)輸出端之間所呈現(xiàn)的關(guān)系見表41。第一個(gè)輸入端(1腳)第二個(gè)輸入端(2腳)輸出端(3腳)011101001110表中以TC4081BP的第一個(gè)與非門為例,“0”表示低電壓,“1”表示高電壓與非門集成電路是一種價(jià)格最低廉的集成電路,而且工作損耗小,適應(yīng)電壓范圍寬,可在3~18V的范圍內(nèi)正常工作,因此得到廣泛應(yīng)用。圖 43 信號(hào)處理 6 延時(shí)模塊 延時(shí)電路的設(shè)計(jì)根據(jù)電容的特性,電容兩端的電壓時(shí)緩慢變化的,譬如說:燈泡要通電,它的電壓在通電一刻有0變?yōu)榱硪粋€(gè)值,如1V。但是由于其時(shí)緩慢變化的,即0~1V中間的每一個(gè)值燈泡都經(jīng)歷過,突然的變化不會(huì)到時(shí)突變,時(shí)存在電容緩沖的。根據(jù)這一特性,將電容兩端并聯(lián)一個(gè)電阻,從而可以一個(gè)延時(shí)電路,即圖中的由延時(shí)電阻器R6和延時(shí)電容器C2組成的延時(shí)電路。如圖51所示。圖 51 延時(shí)電路的原理圖 延時(shí)電路的工作原理燈泡H在晚上受聲音控制發(fā)光后,若不再有響聲輸入到話筒B,三極管VT又受RR3分壓正偏導(dǎo)通,使A得3腳輸出高電壓,A的4腳輸出低電壓,二極管VD1無正偏截止。但是電容器C2正極電壓不會(huì)很快降低,它通過電阻器R6放電。由于電阻器R6的阻值較大,電容器C2上所充的電需要一定時(shí)間才能放完。這樣就使A的10腳保持為低電平,11腳保持為高電平,燈泡保持發(fā)光。只有等到電容器C2放點(diǎn)結(jié)束,使A的8腳,9腳將為低電平,10腳輸出高電平,12腳、13腳位高電壓,11腳輸出低電壓后,通過三極管控制繼電器的工作狀態(tài),以切斷燈泡H的電流回路,實(shí)現(xiàn)燈泡H在延時(shí)亮一段時(shí)間后又自動(dòng)熄滅,從而實(shí)現(xiàn)了延時(shí)功能。 RC電路的放電過程當(dāng)電容C2已有電壓U0時(shí),且二極管無正偏截止時(shí),電容器立即對(duì)電阻R6驚醒放電,放點(diǎn)開始時(shí)的電流為,放電電流的實(shí)際方向與充電時(shí)相反,放電時(shí)的電流與電容電壓隨時(shí)間均按指數(shù)規(guī)律衰減為零,電流與電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: () () 式中為電容器的初始電壓。放電時(shí)和的變化曲線如圖52所示。 圖 52 RC放電時(shí)電壓和電流的而變化曲線 RC電路的時(shí)間常數(shù)RC電路的時(shí)間常數(shù)用表示, ,的大小決定了電路充放電時(shí)間的快慢。對(duì)于充電而言,%所需而當(dāng)時(shí)間;對(duì)放電而言,%所需的時(shí)間。R6的阻值為250K,C2為100,則有=250K*100=25 所以延遲時(shí)間為25 延遲時(shí)間的可優(yōu)化性在電路中,電路的延遲時(shí)間是由電阻和電容協(xié)調(diào)控制的,因此,可以通過改變電容和電阻的值來增長(zhǎng)或縮短延遲時(shí)間。譬如說在一棟小區(qū)中,可以通過先調(diào)查小區(qū)內(nèi)居民的平均年齡,在合理的裝置延遲時(shí)間不同的照明燈,如果偏于老齡化的小區(qū)就把延遲時(shí)間增長(zhǎng)一些,如果不是的話可以稍微縮短一下其延遲時(shí)間,這樣做會(huì)更加人性化,更加節(jié)約能源,切實(shí)符合當(dāng)今時(shí)代的主潮流。7 被控制電 電路工作原理 圖51 被控制電路被控制電路三極管T繼電器H、LED燈D電阻RR9,二極管D2組成,在這部分電路中,繼電器和三極管相當(dāng)于一個(gè)開關(guān),可開通或關(guān)斷燈泡連接的5伏直流電源。當(dāng)三極管T2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí),集電極電流驅(qū)動(dòng)繼電器H動(dòng)作,開關(guān)閉合,燈泡回路導(dǎo)通,此時(shí)在燈泡回路中,電流從直流電源沿電阻R8——繼電器中的開關(guān)——LED燈D3,最后流回直流電源,就這樣燈泡亮也。當(dāng)三極管T2處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí),繼電器H中無電流通過,故而繼電器開關(guān)無法動(dòng)作,導(dǎo)致燈泡回路開路,無電流通過,LED燈D3不亮。繼電器H中開關(guān)動(dòng)作受三極管T2控制,當(dāng)三極管T2處于飽和狀態(tài)時(shí),其集電極有電流通過,從而驅(qū)動(dòng)繼電器H中的開關(guān)動(dòng)作,燈泡回路導(dǎo)通;而當(dāng)三極管T2處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí),其集電極無電流通過,繼電器中無電流通過,其開關(guān)無法動(dòng)作,燈泡回路關(guān)斷。三極管H是處于飽和導(dǎo)通還是處于截止斷開,則由其基極B控制。當(dāng)B極電壓處于高電平時(shí),其值高于集電極C的電壓,而且大于三極管T2的開啟電壓Uon,三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài),集電極上的繼電器中有電流通過;當(dāng)基極B處于低電平狀態(tài)時(shí),其值小于三極管開啟電壓Uon,三極管處于截止?fàn)顟B(tài),其集電極中無電流,三極管這個(gè)“開關(guān)’處于斷開狀態(tài)。二極管D2的作用是保護(hù)繼電器。當(dāng)三極管T2飽和導(dǎo)通時(shí),繼電器中有電流通過,此時(shí)是二極管D2相當(dāng)于開路,對(duì)電路無影響,;當(dāng)三極管在轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的瞬間,由于繼電器中含有電感元件,那么必然會(huì)在此刻產(chǎn)生極大的電流,如果不加二極管D2,電路可能會(huì)因電流過大而損壞,而加上二極管后,電流改變流向,通過二極管D2和繼電器中的電感組成的回路完成放電過程,不會(huì)損壞電路。 電路參數(shù)分析 相關(guān)元件介紹 選用的是9014型NPP型硅管,相關(guān)參數(shù)如下表 51VCEO45VVCBO50VVEBOIC100mA@Ic@VCEICBOIEBOVCE(sat)VBE(sat)ft150MHzβ400選用的是歐姆龍OMRON繼電器G2R1 DC12,這是一種小型直流繼電器,線圈參數(shù)如下: 表 52制造商Omron觸點(diǎn)形式:SPDT線圈電壓12 VDC 觸點(diǎn)額定值10 A觸點(diǎn)端接Solder Pin 安裝風(fēng)格Through Hole功耗530 mW觸點(diǎn)材料Silver AlloyPart Aliase12DC G2R1 G2R112DC二極管選用的是IN4148,其參數(shù)如下:表 53最高反向工作電壓(V)75反向擊穿電壓(V)=100最大正向電流(mA)150正向壓降(V)=反向回復(fù)時(shí)間(ns)=4日光燈選用φ26MM*1500MM(150cm )規(guī)格的LED燈泡,其額定功率為25W,使用壽命在3萬5萬小時(shí),供電電壓為為AC85V260V(交流)。注:為何選用LED燈?答:它不但超強(qiáng)節(jié)能更為環(huán)保. 還是國(guó)家綠色節(jié)能照明工程重點(diǎn)開發(fā)的產(chǎn)品之一,是目前取代傳統(tǒng)的日光燈的主要產(chǎn)品。LED日光燈綜合應(yīng)用LED電光源,獨(dú)特的電路控制設(shè)計(jì),真正達(dá)到了高效節(jié)能,省電80% 以上。 超高亮度,顯色指數(shù)高,是最新型的室內(nèi)照明產(chǎn)品,不需使用鎮(zhèn)流器、啟輝 器,無頻閃。安裝非常簡(jiǎn)單,安裝時(shí)將原有的日光燈取下?lián)Q上LED日光燈,將起輝器去掉即可。 LED日光燈節(jié)電高達(dá)70%以上,壽命為普通燈管的30倍以上,幾乎是免維護(hù)。適用范圍:寫字樓、工廠、商場(chǎng)、學(xué)校、居家等室內(nèi)照明LED日光燈的十大優(yōu)點(diǎn) :1:環(huán)保型燈具傳統(tǒng)的日光燈中含有大量的水銀蒸汽,如果破碎水銀蒸汽則會(huì)揮發(fā)到大氣中。但LED日光燈則根本不使用水銀,且LED產(chǎn)品也不含鉛,對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用。LED日光燈公認(rèn)為二十一世紀(jì)的綠色光源。2:少發(fā)熱現(xiàn)象傳統(tǒng)燈具會(huì)產(chǎn)生大量的熱能,而LED是冷光源,則是把電能全都轉(zhuǎn)換為光能,不會(huì)造成能源的浪費(fèi)。光效能更為顯著。3:沒有噪音LED燈具不會(huì)產(chǎn)生噪音,對(duì)于使用精密電子儀器的場(chǎng)合為上佳之選。適合于圖書館,辦公室之類的場(chǎng)合。4:保護(hù)眼睛傳統(tǒng)的日光燈使用的是交流電,所以每秒鐘會(huì)產(chǎn)生100-120次的頻閃。LED日光燈采用LED恒流工作,是把交流電直接轉(zhuǎn)換為直流電,有效減少LED光衰,啟動(dòng)快,無閃爍,保護(hù)眼睛。 5:無蚊蟲煩惱LED日光燈不會(huì)產(chǎn)生紫外光、紅外光等輻射,不含汞等有害物質(zhì),發(fā)熱少。因此不會(huì)象傳統(tǒng)的燈具那樣,有很多蚊蟲圍繞在燈源旁。室內(nèi)會(huì)變得更加干凈衛(wèi)生整潔。6:電壓可調(diào)80V-245V傳統(tǒng)的日光燈是通過整流器釋放的高電壓來點(diǎn)亮的,當(dāng)電壓降低時(shí)則無法點(diǎn)亮。而LED燈具在一定范圍的電壓之內(nèi)都能點(diǎn)亮,還能調(diào)整光亮度.7:省電壽命長(zhǎng)LED日光燈的耗電量是傳統(tǒng)日光燈的三分之一以下,壽命也是傳統(tǒng)日光燈的10倍,與傳統(tǒng)日光燈亮度基本一致,正常使用壽命為3萬小時(shí)以上,節(jié)電高達(dá)80%,可以長(zhǎng)期使用而無需更換,減少人工費(fèi)用。更適合于難于更換的場(chǎng)合。8:堅(jiān)固牢靠LED燈體本身使用的是環(huán)氧樹脂而并非傳統(tǒng)的玻璃,更堅(jiān)固牢靠,即使砸在地板上LED也不會(huì)輕易損壞,可以放心地使用。9:通用性好LED日光燈外型、尺寸與傳統(tǒng)的日光燈一樣,可替代傳統(tǒng)燈具。10:色彩豐富充分利用LED色彩豐富的優(yōu)勢(shì)制作各種發(fā)光顏色的燈。 電路參數(shù)分析Ⅰ、ⅣⅤⅥ計(jì)算三極管深度飽和時(shí)所需基極電流IBS: ()IBS稱為飽和基極電流。為使三極管處于飽和工作狀態(tài),必須保證iB≥IBS。用于開關(guān)電路的三極管一般都具有很小的VCE(sat)和RCE(sat)。.在VB4》VCE(sat)、RH》RCE(sat)的情況下,可將式()近似為 ()∵ VB4=12V, RH=,β=400∴ IBS =Ⅱ計(jì)算R9的阻值因?yàn)槁曇艉凸庑盘?hào)經(jīng)過TC4081BP芯片處理后,得到輸出電壓VB=12V。∵VBE(sat) =, ∴根據(jù)iB≥IBS,得≥IBS ()∴ (歐姆)∴R9要選用阻值小于440Ω的電阻Ⅲ燈泡回路相關(guān)參數(shù)燈泡額定功率P=25W,R=1936Ω,電源為U=220V,f=50HZ的交流電 圖11        聲光控制樓道開關(guān)電路原理圖             圖 12第2章 電源模塊   這一章詳細(xì)介紹電源模塊的電路設(shè)計(jì),電路中各個(gè)器件參數(shù)確定的相關(guān)分析,其工作原理及其他類似的設(shè)計(jì)。為整個(gè)電路提供5V、12V的直流電源,是電路的動(dòng)力來源。電源電路的設(shè)計(jì)   電源電路采用降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓的組合電路,將220V的交流電壓變?yōu)?V和12V的直流電壓。模塊圖如圖 21       圖 21   降壓過程是將220V單相交流電壓直接輸入有一定匝數(shù)比的變壓器,得到降壓后的電壓。然后將變壓器副邊的交流電壓通過單相橋式整流電路,得到脈動(dòng)系數(shù)較大的直流電壓。為了減小電壓的脈動(dòng),將經(jīng)過整流橋整流后的直流電壓通入由濾波電容構(gòu)成的濾波電路,使輸出較為平滑的電壓。要得到穩(wěn)定的直流電源需將濾波后的電壓輸入穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路有電阻個(gè)穩(wěn)壓二極管構(gòu)成,利用二極管的穩(wěn)壓特性,使得到不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化影響的穩(wěn)定性較高的直流電壓?!     ‰娫措娐返墓ぷ髟砑跋嚓P(guān)參數(shù)的分析電源電路原理圖:      圖 22   為了得到5V和12V的直流電源,將220V頻率為50的單項(xiàng)正弦波交流電輸入變壓器,其原邊
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