模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告(參考版)
2025-02-08 05:31本頁(yè)面
【正文】 20 參考文獻(xiàn)： 周志敏 .LED 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用 [M].北京：人民郵電出版社， 2021 李 洋 .現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)與創(chuàng)新 [M].北京：中國(guó)電 力出版社， 2021 高吉祥 .基本技能訓(xùn)練與單元電路設(shè)計(jì) .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 （全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程 ） 。 在為期四天三夜的時(shí)間里，我們認(rèn)識(shí)到節(jié)約時(shí)間、化繁為簡(jiǎn) 在生產(chǎn)、生活中的重 要性，經(jīng)過(guò)此次電子設(shè)計(jì)大賽，我們更認(rèn)識(shí)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作和團(tuán)隊(duì)精神的重要性，也提高了解決問(wèn)題的能力。 在本次設(shè)計(jì)、制作的過(guò)程中，我們遇到了種種突發(fā)狀況，比如在單片機(jī)電源未接的情況下單片機(jī)仍能工作，但帶來(lái)了許多問(wèn)題，比如測(cè)量不準(zhǔn)，報(bào)警器無(wú)故報(bào)警等；在制作過(guò)程中，由于 種種原因 ，未能采用 高質(zhì)量的萬(wàn)能板（比如纖維萬(wàn)能版），出現(xiàn)了短路的現(xiàn)象，讓制作一度陷入困境。單元控制器部分采用數(shù)控恒流源對(duì)輸出電流進(jìn)行控制，精確可靠，顯示直觀。光電池為蓄電池充電（白天），蓄電池保存電能，在夜間放電，真正節(jié)能。 7 系統(tǒng)中存在的不足和改進(jìn)的方向 系統(tǒng)中的不足： 采用的電源是 220V 轉(zhuǎn) 15V 的變壓 器，雖然是考慮到系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的惡劣性（電網(wǎng)電壓波動(dòng)大），但對(duì)于一個(gè)供電只需要 6V 的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電壓偏高，在一定程度上有浪費(fèi)的傾向。 設(shè)定恒流源的電流輸出大小，能觀察到燈的亮度發(fā)生明顯變化，說(shuō)明單元控制器具有調(diào)光功能，設(shè)定跳變時(shí)間，跳變后電流，能在時(shí)間到達(dá)后進(jìn)行跳變，自動(dòng)調(diào)整到設(shè)定的電流，由于功率 =電流 X 時(shí)間，因此，路燈能在規(guī)定時(shí)間按設(shè)定要求自動(dòng)減小電源輸出功率。當(dāng)調(diào)至某一電流值時(shí)，萬(wàn)用表顯示穩(wěn)定， 無(wú)異常跳變現(xiàn)象。 基本要求三測(cè)試：用物塊 M 由左至右通過(guò) S 點(diǎn)時(shí)，燈 1 亮，當(dāng)物體通過(guò) B 點(diǎn)時(shí)，燈 1滅，燈 2 亮；再讓物體 M 由右 至左移動(dòng)時(shí)，亮燈次序與上相反； 基本要求四測(cè)試：在支路控制器設(shè)定開燈、關(guān)燈時(shí)間，經(jīng)測(cè)試，能達(dá)到基本控制要求； 基本要求五測(cè)試：用黑色套管套住故障檢測(cè)傳感器（模擬路燈出現(xiàn)故障二不亮），當(dāng)套管套住燈 1 或燈 2，或同時(shí)套住燈 燈 2， lcd1602 均能在對(duì)應(yīng)地址顯示“ NO”，并由蜂鳴器發(fā)出 1Hz 脈沖的報(bào)警聲，紅色發(fā)光二極管（報(bào)警指示燈）閃爍，故障報(bào)警系統(tǒng)測(cè)試完成。 最小輸出電壓 Umin=200* /（ 55+5） v=40mV 最大輸出電壓： 200mV 調(diào)整范圍： 40/200*100%～ 200/200*100%，即為 20%～ 100%，符合題目要求 電 原理 圖（詳見(jiàn)附錄 一 ） 計(jì) 流程圖（見(jiàn)附錄 二 ） 主程序（見(jiàn)附錄 三 ） PCB 板圖 （ 見(jiàn)附錄 四） 整機(jī)結(jié)構(gòu)圖及工藝說(shuō)明 面板圖及可調(diào)部件說(shuō)明 調(diào)試 電路的測(cè)試方案 按照題目要求測(cè)試 各 個(gè)部分的功能 測(cè)試儀器： 數(shù)字萬(wàn)用表（ VICTOR V9808），電源兩臺(tái)（ APS1051） ， 示波器 測(cè)試結(jié)果 ： 基本要求一測(cè)試：設(shè)定時(shí)鐘、開關(guān)燈時(shí)間，電路能按要求正常工作； 基本要求二測(cè)試：用黑色套管套住感應(yīng)頭（測(cè)環(huán)境用光敏電阻），電路能開啟 LED，并讓其正常發(fā)亮，拿開套管， LED 熄滅。本可調(diào)恒流源采用了“粗調(diào) +微調(diào)”控制方案，可以非常容易調(diào)節(jié)到所需的電流值。 后級(jí)穩(wěn)壓器 TL431 在此設(shè)計(jì)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，其參數(shù)計(jì)算如下： Uo（輸出電壓） =R13 /R12* （ R13 指 TL431 腳 3 間電阻值， R12 指 TL431 腳 2 間電阻值） 經(jīng)過(guò)計(jì)算，系統(tǒng)所需電壓 U 基準(zhǔn) = 限流電阻參數(shù)計(jì)算： 設(shè)計(jì)最大輸出電流： 50mA 基準(zhǔn)源輸入電 壓： Ui=15V 基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)輸出電壓： Uo= 限流電阻兩端電壓： U=UiUo 限流電阻阻值 R=U/I=200 三極管并聯(lián)穩(wěn)壓器輸出電壓： 10V （可通過(guò)調(diào)節(jié)電位器獲得） 限流電阻最終確認(rèn)為如圖 15 中所示。在此設(shè)計(jì)中， 采用兩級(jí)并聯(lián)穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)更高精度的要求。 DAC0832 常規(guī)的接法是將基準(zhǔn)電壓輸入端接到 DAC0832 的電源輸入端，那樣會(huì)由于穩(wěn)壓器 7805 的離散性而出現(xiàn)較大的誤差，再者，由于 7805 也為其他負(fù)載提供電力，當(dāng)負(fù)載變化時(shí)， 7805 的輸出端（亦為 DAC0832 的基準(zhǔn)輸入端）會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，直接影響 DA 轉(zhuǎn)換的輸出精度。 DA 轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓用 TL431 穩(wěn)壓器提供，如圖 15 中所示電路及其參數(shù)， TL431 兩 端輸出 的穩(wěn)定電壓。 可調(diào)延時(shí)用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在規(guī)定的時(shí)間后按設(shè)定的要求自動(dòng)減小。 設(shè)計(jì)了兩種滿足設(shè)計(jì)要求的電路，一是數(shù)控版，如圖 14 14 圖 14 數(shù)控版單元控制器電路 此可調(diào)光單元控制器分為以下幾部分： 1． 單片機(jī)控制器 單元控制器使用四個(gè)按鍵進(jìn)行控制。 PWM 調(diào)整范圍： （ 100++） *100%=%～（ 100+） /（ 100++） *100%=% 恒流驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)最大電流為 200mA。 發(fā)揮部分 的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) LED 脈沖驅(qū)動(dòng)電路 方案設(shè)計(jì) 此 LED 驅(qū)動(dòng)采用可調(diào)恒流脈沖驅(qū)動(dòng)方式， 分為可調(diào)恒流電源和脈沖驅(qū)動(dòng)兩部分。 在此系統(tǒng)中，運(yùn)用 5606 光敏電阻進(jìn)行光照探測(cè)， 電路簡(jiǎn)單，容易調(diào)試， 可靠性高。（ TL431 資料詳見(jiàn)附錄） 故障檢測(cè)器設(shè)計(jì) 由于白光 LED 采用可調(diào)恒流電源供電。 3. 可調(diào)延時(shí)功能 。 支
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