【導(dǎo)讀】該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)在8m的范圍內(nèi)，自由調(diào)。節(jié)燈光亮度，延時(shí)時(shí)間在7～345s之間，工作頻率為40KHZ。采用超聲波發(fā)射、該設(shè)計(jì)能廣泛的應(yīng)用在日常生活中，比如廁所，路燈等的照明，

　　

【正文】 周期約為： XXT C R?? 固態(tài)繼電器 固態(tài)繼電器 (SOLIDSTATE RELAYS)，簡(jiǎn)寫成 “SSR” ，是一種全部由固態(tài)電子元件組成的新型無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)器件，它利用電子元件 (如開(kāi)關(guān)三極管、雙向可控硅等半導(dǎo)體器件 )的開(kāi)關(guān)特性，可達(dá)到無(wú)觸點(diǎn)無(wú)火花地接通和斷開(kāi)電路的目的，因此又被稱 為 “ 無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān) ” ，它問(wèn)世于 70年代，由于它的無(wú)觸點(diǎn)工作特性，使其在許多領(lǐng)域的電控及計(jì)算機(jī)控制方面得到日益廣范的應(yīng)用。 輸出參數(shù)的項(xiàng)目較多，現(xiàn)對(duì)主要幾個(gè)參數(shù)說(shuō)明如下： a、額定輸入電壓 它是指定條件下能承受的穩(wěn)態(tài)阻性負(fù)載的最大允許電壓有效值。如果受控負(fù)載是非穩(wěn)態(tài)或非阻性的，必需考慮所選產(chǎn)品是否能承受工作狀態(tài)或條件變化時(shí)(冷熱轉(zhuǎn)換、靜動(dòng)轉(zhuǎn)換、感應(yīng)電勢(shì)、瞬態(tài)峰值電壓、變化周期等 ) 所產(chǎn)生的最大合成電壓。 b、額定輸出電流和浪涌電流 額定輸出電流是指在給定條件下 (環(huán)境溫度、額定電壓、功率因素、有無(wú)散熱器等 )所能承受 的電流最大的有效值。一般生產(chǎn)廠家都提供熱降額曲線。如周圍溫度上升，應(yīng)按曲線作降額使用。 浪涌電流是指在給定條件下 (室溫、額定電壓、額定電流和持續(xù)的時(shí)間等 )不會(huì)造成永久性損壞所允許的最大非重復(fù)性峰值電流。交流繼電器的浪涌電流為額定電流的 510 倍 (一個(gè)周期 )，直流產(chǎn)品為額定電流的 (一秒 )。在選用時(shí)，如負(fù)載為穩(wěn)態(tài)阻性， SSR 可全額或降額 10%使用。對(duì)于電加熱器、接觸器等，初始接通瞬間出現(xiàn)的浪涌電流可達(dá) 3倍的穩(wěn)態(tài)電流，因此， SSR 降額 20%30%使用。對(duì)于白織燈類負(fù)載， SSR 應(yīng)按降額 50%使用，并且 還應(yīng)加上適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)電路。對(duì)于變壓器負(fù)載，所選產(chǎn)品的額定電流必須高于負(fù)載工作電流的兩倍。對(duì)于負(fù)載為感應(yīng)電機(jī)，所選 SSR的額定電流值應(yīng)為電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)電流的 2— 4 倍， SSR的浪涌電流值應(yīng)為額定電流的 10 倍。 固態(tài)繼電器對(duì)溫度的敏感性很強(qiáng)，工作溫度超過(guò)標(biāo)稱值后，必須降熱或外加散熱器 17 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 各單元模塊的連接 對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)，我們主要是通過(guò)一個(gè)由 MC14528 組成的控制電路來(lái)連接了超聲波信號(hào)和路燈。首先，在超聲波信號(hào)部分，我們是用了一個(gè)超聲波發(fā)射頭和一個(gè)超聲波接收頭，由它們組成的電路就 可以在有人通過(guò)的時(shí)候傳輸信號(hào)給后面的電路 ，然后我們?cè)偻ㄟ^(guò)對(duì)輸入過(guò)來(lái)的信號(hào)放大和比較，控制 MC14528 向固態(tài)繼電器傳輸信號(hào)，通過(guò)對(duì)繼電器的控制，實(shí)現(xiàn)了燈的開(kāi)關(guān)和亮度調(diào)節(jié)。同時(shí)，我們使用了一個(gè)由光敏電阻組成的電路來(lái)控制 MC14528，它主要是用來(lái)辨別是白天還是晚上，當(dāng)?shù)搅送砩系臅r(shí)候， MC14528 就能工作，否則整個(gè)電路就不工作。 18 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù) 1） 、超聲波發(fā)射頻率為 40KHz 2） 、能自動(dòng)辨別白天和晚上 3） 、能自動(dòng)檢測(cè)是否有人通過(guò)預(yù)定區(qū)域 4） 、可調(diào)延時(shí)時(shí)間 5） 、可調(diào)照明亮度 通過(guò)實(shí)際測(cè)量，系統(tǒng)參數(shù)如下： 1)、 超聲波的有效檢測(cè)范圍 為 8m 2）、 延時(shí)時(shí)間為 7～ 300s 3）、 可調(diào)亮度可從零開(kāi)始，最大亮度達(dá)到直接連接。 本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要采取以下幾個(gè)方面的指標(biāo)來(lái)提高系統(tǒng)的抗干擾能力 :對(duì)于空間輻射干擾的抑制，主要解決辦法是屏蔽。靜電屏蔽使用導(dǎo)體材料即可。為達(dá)到電磁屏蔽的目的，可以把控制系統(tǒng)安裝在用鐵板做成的封閉機(jī)箱內(nèi)，來(lái)屏蔽外部靜電和電磁場(chǎng)的干擾。 ①設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，合理布線，力求將系統(tǒng)中個(gè)元件之間、電路之間可能產(chǎn)生的不利影響限制在最低程度； ②元件排列及信號(hào)走線盡量有序，短直，簡(jiǎn)潔，避免相鄰電路相互影響； ③盡量避免過(guò)長(zhǎng)的平 行走線，減少布線的分布電容； ④接地線盡量加寬以減少接地電阻，并解決好接地點(diǎn)問(wèn)題； ⑤了避免印制電路形成環(huán)路接受噪聲形成干擾； ⑥按鈕等在操作時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花，必須利用 RC 電路加以吸收； ⑦電源的設(shè)計(jì)將強(qiáng)弱電嚴(yán)格分開(kāi)，不把它們?cè)O(shè)計(jì)在一塊電路板上，電源線的走向盡量與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致。在印制電路板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置去藕電容，電源輸入端跨接 10uF 的電解電容。每片集成電路電源的引腳上并接 高頻電容。對(duì)于抗噪聲能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的器件 ,應(yīng)在芯片的電源線((VCC)和地線 (CGND)間直接接入 。 19 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 總結(jié)與體會(huì) 通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多關(guān)于開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)思維和基本思想，對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí)有很大的幫助。 本次設(shè)計(jì)主要是要求 設(shè)計(jì)一個(gè)超聲波照明控制 器 ， 它能夠做到人來(lái)燈亮，人走燈延時(shí)一段時(shí)間后再滅的功能，同時(shí)能夠進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，能夠適應(yīng)不同的場(chǎng)合，但是對(duì)亮度的調(diào)節(jié)需要人手工調(diào)節(jié)，我們可以對(duì)它再做一定的改變，比如加入一個(gè)單片機(jī)芯片控制電阻的阻值大小，然后將所有的單片機(jī)芯片都連接到同一個(gè)終端上，直接用計(jì)算機(jī)控制，真正的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但是相應(yīng)的成本也會(huì)增加，應(yīng)該視具體情況而定，同時(shí)我們還可以對(duì)這 個(gè)設(shè)計(jì)做一定的變化，將燈泡換成報(bào)警器，這個(gè)控制器就成了自動(dòng)報(bào)警器。總之， 這種 控制器應(yīng)該能廣泛的應(yīng)用在 實(shí)際生活中，有很大的發(fā)展空間 ，同時(shí)，更加要求我們掌握它的基本原理 。 通過(guò)這次的試驗(yàn)，我學(xué)會(huì)了一種新的控制方式，就是用超聲波來(lái)控制，相對(duì)原來(lái)所學(xué)的接觸式開(kāi)關(guān)，它的功能更加的方便，不需要人來(lái)控制，自己就能工作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的功能。 在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，也遇到了很多的問(wèn)題和困難，通過(guò)查找資料這個(gè)過(guò)程，讓我學(xué)會(huì)和掌握了很多有用的知識(shí)，該設(shè)計(jì)涉及的基本原來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是涉及的器件我覺(jué)得是應(yīng)該要掌握的，這對(duì)以后的工作和學(xué)習(xí) 也會(huì)有很大的幫助。 最后，感謝李老師對(duì)我們的指導(dǎo)和幫助。 20 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 6 參考文獻(xiàn) [1] 謝自美 ， 電子線路設(shè)計(jì)●實(shí)驗(yàn)●測(cè)試 [M],電子工業(yè)出版社 , 2020， 1 [2] 現(xiàn)代集成電路實(shí)用手冊(cè) [M,科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn) 出版社 .2020， 2 [3]肖景和，趙健 .紅外線熱釋 電與超聲波遙控電路 [M],人民郵電出版社 [4] 金發(fā)慶 .傳感器技術(shù)與應(yīng)用 [M],機(jī)械工業(yè)出版社 202081 [5] 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì) .超聲波檢測(cè) [M],機(jī)械工業(yè)出版社 2020年 7月 [6] 唐賢遠(yuǎn)，劉岐山 .傳感器原理及應(yīng)用 [M],電子科技大學(xué)出版社 2020 [7] 張福學(xué) .傳感器電子學(xué) [M]國(guó)防工業(yè)出版社 21 西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附錄：超聲波照 明控制器原理圖 R11MC10.01uRP11KR25.6KDN4DN3DN1DN6DN5C20.1uX1T40DN2CXRXQCLTRTR+126453ICADN712341234X2R40RP2100KC30.01uFR31MDN8C40.01uFR41MC50.01uFVD1R61KVD2R71KC60.01 uFDN9R51MVD1R810KVD2R9100KC710uFC810uFC91.0uFVin1GND2Vout37806C120.1uFC13470uFR211KVS6VR1910KR204.37KR18100KDN10DN11TR11CL13CX15RX14Q9TR+12ICBC150.1uR161.5KR1410KC141.0uFVT22SC1815VT12SC1815RP6 1K+6VVD2Z1R9300+6VR15 KC10 uFRP5 500K+6VC11 1.0uFR14 10KLM358LM358R134.7KRGRP 2 1 0 K+6VRP3 1KR106.8K+6V懸空~220VR114.7KR124.7K+6V