課程設(shè)計(jì)--自動(dòng)窗簾的設(shè)計(jì).doc

精品文檔簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)閉合電路摘要窗簾自動(dòng)開閉電路的設(shè)計(jì)包括信號(hào)獲取及轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，利用電信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制，以及各種控制狀態(tài)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。通過張光敏電阻轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，繼而利用555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器根據(jù)不同情況輸出高低電平，利用高低電平控制三極管的導(dǎo)通與否實(shí)現(xiàn)繼電器開關(guān)的開斷，在限位開關(guān)的控制下實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞：光敏電阻 555觸發(fā)器 繼電器 電機(jī)目錄第一章 簡(jiǎn)易自動(dòng)窗簾的功能要求第二章 自動(dòng)開閉窗簾的基本組成和工作原理第一節(jié) 系統(tǒng)組成框圖第二節(jié) 主要單元電路設(shè)計(jì)1、光強(qiáng)檢測(cè)電路和光強(qiáng)信號(hào)處理電路2、電動(dòng)機(jī)的控制電路3、電機(jī)開關(guān)電路4、電源電路第三節(jié) 電路原理圖第三章原器件清單第四章 設(shè)計(jì)體會(huì)第五章 主要參考資料第一章 簡(jiǎn)易自動(dòng)開閉窗簾的功能要求功能：設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)開閉電路，使之可以檢測(cè)到光線的強(qiáng)弱，同時(shí)根據(jù)光線的強(qiáng)弱，自動(dòng)將窗簾打開和關(guān)閉。要求：1 要求電路能夠通過感應(yīng)裝置，檢測(cè)到光線的強(qiáng)弱。2 要求電路根據(jù)光線的強(qiáng)弱，自動(dòng)將窗簾打開和關(guān)閉。3 要求電路能夠在床簾接觸到邊沿時(shí)，自動(dòng)切斷電源。第二章 自動(dòng)開閉窗簾的基本組成和工作原理第一節(jié) 系統(tǒng)組成框圖簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)閉合電路的總體框圖如下，由光強(qiáng)檢測(cè)電路，光強(qiáng)信號(hào)處理電路，電動(dòng)機(jī)的控制電路，電源電路四部分組成。電動(dòng)機(jī)的控制電路光強(qiáng)信號(hào)處理電路光強(qiáng)檢測(cè)電路電源電路光強(qiáng)檢測(cè)電路功能是利用光敏電阻的特性，入射光強(qiáng)時(shí)，電阻減小，入射光若是電阻增大，光敏電阻阻值的大小同時(shí)影響與其并聯(lián)之路的電壓，進(jìn)而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光信號(hào)處理電路的功能是將光強(qiáng)檢測(cè)電路的信號(hào)通過555組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器得到一個(gè)電平信號(hào)，為控制電路做準(zhǔn)備。電動(dòng)機(jī)的控制電路接受到上個(gè)電路的信號(hào)，控制三極管的導(dǎo)通與否，有三極管的導(dǎo)通與否控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的窗簾到達(dá)窗戶的邊緣時(shí)，通過接觸開關(guān)的閉合與斷開實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)與停止。電源電路是為上述所有電路提供直流電源。第二節(jié) 主要單元電路設(shè)計(jì) （1） 光強(qiáng)檢測(cè)電路和光強(qiáng)信號(hào)處理電路如圖所示，光強(qiáng)監(jiān)測(cè)電路實(shí)際上就是一個(gè)光敏電阻，當(dāng)光敏電阻接受到強(qiáng)光時(shí)，電阻減小，接收到弱光時(shí)電阻增大，在光敏電阻的阻值變化的同時(shí)影響與其并聯(lián)之路的電壓，進(jìn)而將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。圖中所示光強(qiáng)處理電路主要是由555定時(shí)器及分壓電阻和電容組成的，光敏電阻阻值的改變影響到所串聯(lián)的兩個(gè)電阻的電壓，可使輸入555的信號(hào)發(fā)生變化，555此時(shí)在此組成的是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，現(xiàn)將單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理作如下解釋：設(shè)輸入信號(hào)為一列脈沖串，第一個(gè)負(fù)脈沖觸發(fā)端后，輸出變?yōu)楦唠娖?，電容開始充電，如果 ，由于未達(dá)到，將一直保持為高電平，截止。這段時(shí)間內(nèi)，輸入負(fù)脈沖不起作用。當(dāng)達(dá)到時(shí)，輸出很快變?yōu)榈碗娖?，下一個(gè)負(fù)脈沖來到，輸出又上跳為高電平，電容又開始充電，如此周而復(fù)始。輸出脈沖的延遲時(shí)間為：輸出脈沖的周期為分頻系數(shù)主要由延遲時(shí)間決定，由于時(shí)間常數(shù)可以取得很大，故可獲得很大的分頻系數(shù)（2） 電動(dòng)機(jī)的控制電路如圖所示，本電路主要由一個(gè)pnp管，兩個(gè)npn管，二極管，電阻與繼電器構(gòu)成。Vi是555定時(shí)器的輸出端，vcc是電源電路，提供大約6.8v。下面解釋其工作原理：此電路實(shí)現(xiàn)的主要功能是通過vi電平的不同對(duì)于三個(gè)三極管狀態(tài)的影響，繼而使得繼電器的線圈得電或者失電繼而影響開關(guān)的閉合和斷開。白天時(shí)，vi是低電平，約為0v則BG1的B1為0v。約為6v，經(jīng)繼電器線圈接地約為0v，則處于截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)的約為6v，呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，在此情況下將處于放大狀態(tài)，即發(fā)射結(jié)正偏集電極反偏，由此的將被鉗制在0.7v，此時(shí)截止，導(dǎo)通，繼電器1失電繼電器2得電，D1在此作用是保證的可靠截止。當(dāng)晚上時(shí)vi為高電平，因?yàn)?55的特性，vi約為6v。因BG1的B1經(jīng)二極管恒壓降后約為5.3v。這時(shí)BG1發(fā)射結(jié)正偏集電極反偏，BG1導(dǎo)通。BG2的B2約為6v，E2約為6v，此時(shí)BG2處于截止?fàn)顟B(tài)，由此BG3也處于截止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)BG1導(dǎo)通，BG2和BG3截止，繼電器1得電，繼電器2失電。繼電器線圈在通電時(shí)儲(chǔ)存能量，當(dāng)繼電器突然斷電時(shí)，線圈兩端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的電壓，若是沒有二極管組成的回路，線圈會(huì)有燒壞的可能，當(dāng)加上一個(gè)二極管實(shí)現(xiàn)全組成一個(gè)回路，使線圈實(shí)現(xiàn)放電。通常稱這樣的二極管為續(xù)流二極管由此，控制電路可以實(shí)現(xiàn)天亮?xí)r接通繼電器二斷開繼電器一，天黑時(shí)接通繼電器一斷開繼電器二。為繼電器的開關(guān)電路控制電機(jī)做準(zhǔn)備。（3） 電機(jī)開關(guān)電路此電路利用限位開關(guān)和繼電器開關(guān)的開段來完成電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。限位開關(guān)又叫行程開關(guān)可以安裝在靜止的物體上或是運(yùn)動(dòng)的物體上。當(dāng)有物體靠近時(shí)，開關(guān)的連軸驅(qū)動(dòng)開關(guān)節(jié)點(diǎn)引起節(jié)點(diǎn)的閉合與斷開。開關(guān)的狀態(tài)改變著電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)白天時(shí)，繼電器1不工作繼電器2工作，這樣J2-1，J2-2吸合J1-1J1-2斷開，電機(jī)兩端電壓處于正方向，電機(jī)開始正傳，此時(shí)限位開關(guān)bc處于閉合狀態(tài)當(dāng)窗簾到達(dá)邊沿時(shí)，bc斷開電源被切斷，則電機(jī)停轉(zhuǎn)。夜晚時(shí)，繼電器1工作繼電器2不工作，這樣J1-1J1-2吸合J2-1，J2-2斷開，電機(jī)兩端電壓處于反方向，電機(jī)開始反傳，此時(shí)限位開關(guān)ab處于閉合狀態(tài)當(dāng)窗簾到達(dá)邊沿時(shí)，a b斷開電源被切斷，則電機(jī)停轉(zhuǎn)。（4） 電源電路第三節(jié) 電路原理圖簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)開閉電路的總電路如圖。該電路由光強(qiáng)檢測(cè)電路，光強(qiáng)信號(hào)處理電路，電由光強(qiáng)檢測(cè)電路，光強(qiáng)信號(hào)處理電路，電動(dòng)機(jī)的控制電路，電源電路四部分組成。動(dòng)機(jī)的控制電路，電源電路四部分組成。第三章 元器件清單簡(jiǎn)易窗簾自動(dòng)開閉電路中所使用的電子器件如下表BG1,BG2(3DG12)的主要參數(shù)為PCM=700mW, ICM=300mA，VCE（sat）0.6V，hfe30，fT150MHz，放大器功率增益AP6dB。BG4(3DG12B)， 采用通用型 （Uni）封裝方式。生產(chǎn)廠家:中國大陸半導(dǎo)體企業(yè)制作材料:Si-NPN性質(zhì):通用型 （Uni）封裝形式:通用型 （Uni）極限工作電壓:45V最大電流允許值:0.3A最大工作頻率:200MHZ引腳數(shù):4可代換的型號(hào):最大耗散功率:0.7WPNP型硅平面高頻小功率三極管 3CG14 電參數(shù)極限參數(shù)直流參數(shù)交流參數(shù)外形PCMmWICMmABVCBOVBVCEOVBVEBOVICBOAICEOAIEBOAVBESVVCESVhFEfTMHzCobPF測(cè)試條件IC=100AIE=100AVCB=-10VVCE=-10VIC=10mAIB=1mAVCE=-10VIC=5mAVCE=-10VIC=5mAf=30MHzVCB=-10Vf=25MHz型號(hào)3CG14A3CG14B3CG14C3CG14D3CG14E3CG14F3CG14G100301525152515254040.10.510.510010020020025025020010010B-4第四章 設(shè)計(jì)體會(huì)這是我首次的課程設(shè)計(jì)，剛聽說要做東西時(shí)我是茫然的。不知道怎樣入手，但聽了老師的引導(dǎo)，有了大致的思路，而后著手做課程設(shè)計(jì)時(shí)更是郁悶，但當(dāng)東西弄出來時(shí)，覺得很有成就感，設(shè)計(jì)與搜索過程的焦急與不快都覺得值得。這次課程設(shè)計(jì)我的氛圍四個(gè)模塊，針對(duì)每個(gè)模塊我都有搜集幾種不同的方案。通過比較我可以看到不同的知識(shí)可以實(shí)現(xiàn)到同樣的功能。由此體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的靈活性，知識(shí)運(yùn)用的成熟度決定了你設(shè)計(jì)的多樣性。在比較的過程中，我加深了對(duì)知識(shí)的理解度，看到課本上的散亂的知識(shí)點(diǎn)是怎樣集合到一塊來為生活服務(wù)的。同時(shí)在搜索的過程，提高了我信息的檢索能力，網(wǎng)上的東西很多，找到最適合自己的是困難的，在此過程中我這個(gè)方面的能力有所提高。再者，這次課程設(shè)計(jì)為我們提供了一次練兵機(jī)會(huì)，學(xué)過的軟件，沒學(xué)過的都在這次設(shè)計(jì)中出來了，平時(shí)的積累在此時(shí)就體現(xiàn)出來了，在相互的交流過程中，我們互相討論互相幫助，共同進(jìn)步。下面介紹下我在此次設(shè)計(jì)中的思路，首先是電源電路，模電課本上有很多種方案，單相橋整流電路，倍壓整流電路以及資料上其他的整流電路，最后我選擇了一個(gè)最常用的電路，穩(wěn)定性好價(jià)格適中。信號(hào)的采集是采用分壓法 ，也是最適合的方尺。而后采用555構(gòu)成了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，產(chǎn)生不同的信號(hào)用以控制后面繼電器的工作狀態(tài)，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)，我遇到了問題，有一種方案很好，就是有個(gè)缺陷，我采用一個(gè)二極管限流后效果仍是不理想。最終我聽從了老師的建議，換另外一種控制方尺，最終我選擇了繼電器這個(gè)器件，這種控制方尺沒有其他幾個(gè)同學(xué)的控制方法好，但我喜歡自己這種方法，因?yàn)槲覍W(xué)會(huì)了如何運(yùn)用了繼電器。電機(jī)的停止我最初的想法是用定時(shí)器，但沒有找到合適的方法，如果時(shí)間允許，我會(huì)設(shè)計(jì)出來的，但是這樣代價(jià)高，因?yàn)橛靡粋€(gè)接觸開關(guān)就行了簡(jiǎn)短而實(shí)惠。這就是我在本次課程設(shè)計(jì)的思路和遇到的困難，最終我把一個(gè)完整的方案做成時(shí)還是收獲匪淺。參考文獻(xiàn)1 何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出