光控電路設(shè)計(jì)畢業(yè)論文_光控電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與實(shí)踐
光有很多種。太陽光是一種光。燈光也是一種光。光控電路利用光來控制電路的工作。光控電路的核心是光敏元件。光敏元件看到光它的電阻就會(huì)改變。光敏電阻是最常用的光敏元件。有光照時(shí)光敏電阻的電阻變小。沒有光照時(shí)光敏電阻的電阻很大。
我們?cè)O(shè)計(jì)一個(gè)光控?zé)綦娐贰＿@個(gè)燈在天黑時(shí)自動(dòng)亮起來。天亮?xí)r自動(dòng)熄滅。這個(gè)電路需要幾個(gè)部分。第一部分是感知光的部分。我們使用光敏電阻。第二部分是判斷部分。它決定什么時(shí)候開燈什么時(shí)候關(guān)燈。我們使用一個(gè)三極管。三極管像是一個(gè)開關(guān)。第三部分是執(zhí)行部分。我們使用一個(gè)繼電器。繼電器控制電燈的電源。
光敏電阻連接在電路中。光敏電阻和一個(gè)普通電阻串聯(lián)。它們中間有一個(gè)點(diǎn)。這個(gè)點(diǎn)的電壓會(huì)變化。有光時(shí)這個(gè)點(diǎn)電壓低。無光時(shí)這個(gè)點(diǎn)電壓高。這個(gè)電壓送到三極管的基極。三極管需要合適的電壓才能導(dǎo)通。
三極管有三個(gè)腳。基極、集電極、發(fā)射極。基極電壓控制電流從集電極流向發(fā)射極。基極電壓高時(shí)三極管導(dǎo)通。基極電壓低時(shí)三極管截止。我們使用NPN型三極管。
光敏電阻和固定電阻串聯(lián)接在電源正負(fù)極之間。它們的連接點(diǎn)接到三極管的基極。有光照時(shí)光敏電阻阻值小。基極電壓低。三極管截止。無光照時(shí)光敏電阻阻值大。基極電壓高。三極管導(dǎo)通。
三極管導(dǎo)通后集電極電流流過繼電器線圈。繼電器吸合。繼電器觸點(diǎn)接通電燈電源。電燈亮起來。天亮后光敏電阻阻值變小。基極電壓降低。三極管截止。繼電器釋放。電燈熄滅。
電源部分很重要。電路需要穩(wěn)定的直流電源。家用電源是220伏交流電。我們需要一個(gè)變壓器。變壓器把220伏電壓變成低壓。比如12伏。然后經(jīng)過整流橋。整流橋把交流電變成直流電。整流后的直流電還不平滑。需要濾波電容。濾波電容讓電壓更平穩(wěn)。
繼電器需要驅(qū)動(dòng)電流。三極管要提供足夠的電流。我們選擇合適的三極管。三極管的放大倍數(shù)要足夠。繼電器線圈有額定電壓和電流。我們根據(jù)這個(gè)選擇三極管。
光敏電阻的參數(shù)要合適。亮電阻和暗電阻差別要大。亮電阻指有光時(shí)的電阻值。暗電阻指無光時(shí)的電阻值。差別越大電路越靈敏。
實(shí)際制作需要電路板。我們把元件焊在電路板上。先畫好電路圖。然后設(shè)計(jì)電路板布局。元件要排列整齊。焊接要牢固。不能有虛焊。
調(diào)試電路需要萬用表。我們測(cè)量關(guān)鍵點(diǎn)的電壓。先測(cè)電源電壓。保證電源正常。然后測(cè)光敏電阻兩端的電壓。有光和無光時(shí)電壓變化要明顯。再測(cè)三極管基極電壓。電壓變化要符合要求。
有時(shí)候電路不工作。我們要檢查問題。可能元件壞了。可能焊點(diǎn)虛焊。可能線路接錯(cuò)。一步一步檢查。從電源開始。測(cè)電壓是否正常。然后測(cè)光敏電阻。最后測(cè)三極管。
光控電路可以用在很多地方。路燈自動(dòng)控制。樓道燈自動(dòng)開關(guān)。廣告箱自動(dòng)照明。節(jié)約電能。方便人們生活。
這個(gè)電路可以改進(jìn)。增加靈敏度調(diào)節(jié)。加一個(gè)可調(diào)電阻。改變基極電壓的閾值。這樣可以根據(jù)需要調(diào)整亮燈的時(shí)間。
還可以加延時(shí)功能。光變暗后不是馬上亮燈。延遲一段時(shí)間再亮。避免短暫陰影導(dǎo)致誤動(dòng)作。這需要加入電容和電阻組成延時(shí)電路。
另一個(gè)改進(jìn)是增加光hysteresis功能。亮燈的光照閾值和熄燈的光照閾值不同。避免在臨界點(diǎn)反復(fù)開關(guān)。這可以通過正反饋實(shí)現(xiàn)。
實(shí)際應(yīng)用要考慮環(huán)境因素。溫度變化會(huì)影響元件參數(shù)。光敏電阻對(duì)溫度敏感。高溫下暗電阻可能變小。電路可能在不該亮的時(shí)候亮燈。要選擇溫度特性好的元件。或者加溫度補(bǔ)償。
防水防塵也很重要。戶外使用的光控電路要有外殼。密封要好。防止雨水進(jìn)入導(dǎo)致短路。
安全是第一位的。電路涉及220伏電壓。焊接和調(diào)試要小心。繼電器部分要絕緣良好。外殼要可靠接地。
元件選擇要考慮成本。光敏電阻很便宜。三極管也很便宜。繼電器稍貴。但要選擇質(zhì)量好的。劣質(zhì)繼電器容易損壞。
設(shè)計(jì)電路要考慮功耗。整個(gè)電路耗電要小。特別是長期工作的電路。節(jié)能很重要。
我們可以用萬用板焊接電路。先用軟件模擬電路。確定元件參數(shù)。然后實(shí)際焊接。焊接前確認(rèn)元件好壞。
焊接工具需要電烙鐵。焊錫絲。松香。烙鐵溫度要合適。太高會(huì)燙壞元件。太低焊不牢。
焊接順序先低后高。先焊接電阻、光敏電阻。再焊接三極管。最后焊接繼電器。繼電器體積大要固定好。
焊接完要檢查。看有沒有焊錯(cuò)。有沒有短路。確認(rèn)無誤再通電。
通電后先測(cè)電源電壓。正常后再測(cè)試功能。用手遮住光敏電阻。聽繼電器是否吸合。看指示燈是否亮。
用光照光敏電阻。繼電器應(yīng)該釋放。燈應(yīng)該熄滅。
反復(fù)測(cè)試幾次。確保工作可靠。
記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。有光時(shí)基極電壓多少。無光時(shí)基極電壓多少。三極管導(dǎo)通時(shí)集電極電壓多少。
這些數(shù)據(jù)有助于分析電路狀態(tài)。
光控電路是電子技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用。它結(jié)合了模擬電路和數(shù)字電路的思想。通過這個(gè)設(shè)計(jì)我們學(xué)會(huì)了很多。元件特性。電路原理。制作工藝。調(diào)試方法。
這個(gè)電路雖然簡單但很實(shí)用。它讓我們感受到電子技術(shù)的魅力。自動(dòng)控制給生活帶來便利。
我們可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)更復(fù)雜的光控電路。使用集成電路。使用單片機(jī)。實(shí)現(xiàn)更精確的控制。加入遙控功能。加入聯(lián)網(wǎng)功能。
電子技術(shù)不斷發(fā)展。新的光敏元件不斷出現(xiàn)。光電二極管。光電三極管。它們響應(yīng)更快。更靈敏。
學(xué)習(xí)要從基礎(chǔ)開始。這個(gè)光控電路是一個(gè)很好的起點(diǎn)。它幫助我們理解光與電的關(guān)系。理解自動(dòng)控制的基本原理。
動(dòng)手制作很重要。光看書不行。實(shí)際焊接。實(shí)際調(diào)試。會(huì)遇到各種問題。解決問題的過程就是學(xué)習(xí)的過程。
設(shè)計(jì)電路要考慮實(shí)際需求。不同場(chǎng)合需要不同的光控電路。路燈需要大功率控制。樓道燈需要小功率。廣告箱需要定時(shí)功能。
我們要根據(jù)需求設(shè)計(jì)電路。選擇合適元件。確定電路參數(shù)。
這個(gè)設(shè)計(jì)讓我們學(xué)會(huì)了系統(tǒng)思考。從需求到方案。從原理到制作。從調(diào)試到改進(jìn)。這是一個(gè)完整的過程。
電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科。光控電路設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的例子。它涵蓋了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。值得我們認(rèn)真學(xué)習(xí)和實(shí)踐。