模擬電子電路課程設(shè)計(jì)---觸摸式延時(shí)開關(guān)電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目： 觸摸式延時(shí)開關(guān)電路設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院 名 稱： 電氣工程學(xué)院 </p>

2、<p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級： 電氣工程及其自動化2009級本科班 </p><p>　　定稿日期：2011 年 7 月 15日 </p><p><b>　　觸摸延時(shí)開關(guān)設(shè)計(jì)</b><

3、;/p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　當(dāng)今社會人們更加注重節(jié)能環(huán)保，照明這一領(lǐng)域也發(fā)生了很大的變化，從傳統(tǒng)的白熾燈具向LED照明燈發(fā)展，照明開關(guān)電子化進(jìn)程也從公共照明的節(jié)電控制開始。適宜于門廳、樓梯和樓道中使用的觸摸式、感應(yīng)式、紅外線式和聲光控式延時(shí)自熄開關(guān)，使公共照明基本實(shí)現(xiàn)了“人來燈亮、人離燈熄”的自動控制，明顯改善了樓房的公共照明效果，還

4、能大幅度節(jié)省公共照明用電，照明燈的實(shí)際使用壽命也明顯延長。</p><p>　　觸摸延時(shí)開關(guān)比較適合樓梯走廊和室內(nèi)等處的燈光照明控制開關(guān)，觸摸延時(shí)開關(guān)只需輕觸一下開關(guān)就可控制燈的關(guān)和開，還具有延時(shí)功能，在一段時(shí)間內(nèi)無人觸摸的情況下燈會自動熄滅，這樣可以起到節(jié)能的作用，所以在樓梯和走廊處用的比較多。這類開關(guān)是受到歡迎和推廣的。與公共照明開關(guān)相比，室內(nèi)用電子式開關(guān)的技術(shù)難度較大。研制確有實(shí)用價(jià)值的電子式室內(nèi)照明開關(guān)市

5、場潛力可能更大。</p><p>　　關(guān)鍵詞：節(jié)能；觸摸延時(shí)開關(guān)；研制；前景</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要2</b></p><p><b>　　目錄3</b></p><p><b>　　

6、第一章 緒論4</b></p><p>　　1.1 延時(shí)開關(guān)4</p><p>　　1.1.1延時(shí)開關(guān)的發(fā)展概述4</p><p>　　1.1.2延時(shí)開關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域5</p><p>　　1.1.3 延時(shí)開關(guān)的發(fā)展趨勢5</p><p>　　第二章 硬件電路設(shè)計(jì)6</p><

7、p><b>　　2.1 元器件6</b></p><p><b>　　2.2控制電路6</b></p><p>　　2.3 電路原理7</p><p>　　第三章 實(shí)際電路板的制作與調(diào)試 ……………………………………………………………7</p><p>　　3.1電路板制作所需基本工具

8、器材 …………………………………………………………7</p><p>　　3.2按照所需元件進(jìn)行選材 …………………………………………………………………7</p><p>　　3.3電路板制作流程 …………………………………………………………………………7</p><p>　　3.4電路調(diào)試……………………………………………………………………………………7&l

9、t;/p><p>　　3.5設(shè)計(jì)成果展示………………………………………………………………………………8</p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>

10、;<b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　照明開關(guān)電子化進(jìn)程是從公共照明的節(jié)電控制開始。適宜于門廳、樓梯和樓道中使用的觸摸式、感應(yīng)式、紅外線式和聲光控式延時(shí)自熄開關(guān)，使公共照明基本實(shí)現(xiàn)了“人來燈亮、人離燈熄”的自動控制，明顯改善了樓房的公共照明效果，還能大幅度節(jié)省公共照明用電，照明燈的實(shí)際使用壽命也明顯延長。這類開關(guān)是受到歡迎和推廣的。與公共照明開關(guān)相比，室內(nèi)用電子式開關(guān)的技術(shù)

11、難度較大。研制確有實(shí)用價(jià)值的電子式室內(nèi)照明開關(guān)市場潛力可能更大。</p><p><b>　　1.1 延時(shí)開關(guān)</b></p><p>　　1.1.1延時(shí)開關(guān)的發(fā)展概述</p><p>　　觸摸延時(shí)開關(guān)是一種節(jié)能的開關(guān)控制器，就開關(guān)種類來說主要有以下幾種：</p><p>　　1.輕觸延時(shí)開關(guān)：使用時(shí)只需輕觸一下按鈕,開

12、關(guān)即導(dǎo)通工作,然后延時(shí)一段時(shí)間后自動關(guān)閉；高亮發(fā)光指示,便于夜間使用；無觸點(diǎn)電子開關(guān),接通負(fù)載的瞬間無沖擊電壓，延長負(fù)載使用壽命。</p><p>　　2.聲光控延時(shí)開關(guān)：使用時(shí)只需發(fā)出聲響,開關(guān)即導(dǎo)通工作,延時(shí)一分鐘后自動關(guān)閉；自動測光,光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)(也可調(diào)節(jié))；無觸點(diǎn)電子開關(guān),接通負(fù)載的瞬間無沖擊電壓，延長負(fù)載使用壽命。</p><p>　　3.紅外線感應(yīng)開關(guān)：全自動感應(yīng)：人到燈亮，

13、人離燈熄；無觸點(diǎn)電子開關(guān)：接通負(fù)載的瞬間無沖擊電壓，延長負(fù)載使用壽命；自動測光：應(yīng)用光敏控制，光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)(也可調(diào)節(jié))；隨機(jī)延時(shí):開關(guān)接通后，人不離開感應(yīng)范圍且在活動，負(fù)載能持續(xù)工作；基于紅外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品,當(dāng)有人進(jìn)入開關(guān)感應(yīng)范圍時(shí),專用傳感器探測到人體紅外光譜的變化,開關(guān)自動接通負(fù)載.人不離開且在活動,開關(guān)持續(xù)導(dǎo)通; 人離開后,開關(guān)延時(shí)自動關(guān)閉負(fù)載.人到燈亮,人離燈熄,親切方便,安全節(jié)能。</p><p&g

14、t;　　4.輕觸延時(shí)開關(guān)和聲光控制延時(shí)開關(guān)比較適合樓梯走廊和室內(nèi)等處的燈光照明控制開關(guān)，輕觸延時(shí)開關(guān)只需輕觸以下開關(guān)就可控制燈的關(guān)和開，還具有延時(shí)功能，在一段時(shí)間內(nèi)無人觸摸的情況下燈會自動熄滅，這樣可以起到節(jié)能的作用，所以在樓梯和走廊處用的比較多；聲光延時(shí)開關(guān)現(xiàn)在也比較普遍，而且使燈光的控制更加方便，不用動手就可以控制燈光的照明，它通過采集一定分貝的聲音或一定亮度的光照信號，再轉(zhuǎn)變成電信號來達(dá)到控制的目的。</p><

15、;p>　　1.1.2延時(shí)開關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公共場所照明控制手段也將逐步更新，除現(xiàn)在已有的聲光控開關(guān)外，還有微波感應(yīng)開關(guān)和熱釋遠(yuǎn)紅外感應(yīng)開關(guān)．目前，微波感應(yīng)開關(guān)的抗干擾性能尚不理想，紅外感應(yīng)開關(guān)在性能上較為理想，但安裝復(fù)雜，比較嬌氣，價(jià)格也偏高，比較適合在一些管理完善的場所如賓館、大飯店樓道及居家庭走廊應(yīng)用，在普通住宅樓、辦公樓道等場所的照明控制考慮到價(jià)格、管理及安裝方便

16、等因素，根據(jù)我國國情，可以預(yù)計(jì)在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，聲光控延時(shí)開關(guān)將是首選的主流產(chǎn)品。但在家庭走廊、賓館等場所，聲光控延時(shí)開關(guān)并不是很適用。延時(shí)開關(guān)設(shè)計(jì)最主要的是延時(shí)元件，如CMOS與非門組成的觸摸式延時(shí)開關(guān)電路非常簡單，只需要通過幾個(gè)簡單的CMOS延時(shí)分立元器件就可組成觸摸式延時(shí)開關(guān)電路，還有一種用利用電容充放電的延時(shí)來實(shí)現(xiàn)觸摸式延時(shí)開關(guān)電路的設(shè)計(jì)，這樣就不需要其他集成芯片。</p><p>　　1.1.3 延時(shí)開

17、關(guān)的發(fā)展趨勢</p><p>　　延時(shí)開關(guān)的發(fā)展方向主要是向智能延時(shí)開關(guān)方向發(fā)展?，F(xiàn)在的延時(shí)開關(guān)大多數(shù)是不能控制開關(guān)延時(shí)時(shí)間的長短，沒有自動識別功能。智能化的延時(shí)開關(guān)應(yīng)向以下幾個(gè)方面發(fā)展：</p><p>　　1.觸摸屏控制方式，雙亮度指示燈，在夜晚關(guān)燈后可知開關(guān)位置。</p><p>　　2.電子啟動，無觸點(diǎn)火花，更安全耐用，精心呵護(hù)燈具。</p>

18、<p>　　3.自動識別功能，停電再來電自動關(guān)燈，避免浪費(fèi)電能。</p><p>　　4.單火設(shè)計(jì)，新裝和換裝一樣方便。</p><p>　　5.多款外觀風(fēng)格和面板顏色，給用戶更人性化的選擇。</p><p>　　6.延時(shí)功能設(shè)計(jì)，再也不怕關(guān)燈摸黑。</p><p>　　7.設(shè)有多檔位延時(shí)功能，更顯人性化生活。</p>

19、<p>　　第二章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 元器件</b></p><p>　　所用元器件：　 ●IC應(yīng)采用CMOS數(shù)字集成電路CD4013，它為雙D觸發(fā)器，本電路里只使用它的一半，另一個(gè)D觸發(fā)器懸空；</p><p>　　●VS用2N6565、MCR100-8等小型塑封單向晶閘管，可控制100W以下任

20、何照明電路；</p><p>　　●VD1～VD4為1N4004～1N4007型整流二極管；</p><p>　　●LED可用普通紅色發(fā)光二極管；</p><p>　　●電阻均為RTX型1/8W碳膜電阻器；</p><p>　　●C1、C2用CD11-16V型電解電容器，C3為瓷片電容器。 </p><p><b

21、>　　2.2控制電路：</b></p><p>　　2.1.2控制電路組成部分：</p><p><b>　　● 電源電路</b></p><p><b>　　● 觸摸電路</b></p><p>　　2.2.3 各電路說明</p><p>　　電源電路：直

22、接220V電壓接入</p><p>　　2.3.1電路原理說明</p><p>　　●觸摸式延時(shí)開關(guān)電路虛線右面是普通照明線路，左部是電子開關(guān)部分。</p><p>　　●VD1～VD4、VS組成開關(guān)的主回路，IC組成開關(guān)控制回路。</p><p>　　●平時(shí)，VS處于關(guān)斷狀態(tài)，燈不亮。</p><p>　　●VD1～

23、VD4輸出220V脈動直流電經(jīng)R5限流，VD5穩(wěn)壓，C2濾波輸出約12V左右的直流電供IC使用。此時(shí)LED發(fā)光，指示開關(guān)位置，便于夜間尋找開關(guān)。 </p><p>　　●IC為雙D觸發(fā)器，只用其中一個(gè)D觸發(fā)器將其接成單穩(wěn)態(tài)電路，穩(wěn)態(tài)時(shí)1腳輸出低電平，VS關(guān)斷。當(dāng)人手觸摸一下電極M時(shí)，人體泄漏電流經(jīng)R1、R2分壓，其正半周使單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)，1腳輸出高電平，經(jīng)R4加到VS的門極，使VS開通，電燈點(diǎn)亮。這時(shí)1腳輸出高電

24、平經(jīng)R3向電容C1充電，使4腳電平逐漸升高直至?xí)簯B(tài)結(jié)束，電路翻回穩(wěn)態(tài)，1腳突變?yōu)榈碗娖?，VS失去觸發(fā)電壓，交流電過零時(shí)即關(guān)斷，電燈熄滅。 </p><p>　　2.3.2 電路原理圖</p><p>　　觸摸延時(shí)開關(guān)電路原理圖如圖所示。</p><p>　　圖.觸摸延時(shí)開關(guān)電路原理圖</p><p>　　第三章實(shí)際電路板的制作及調(diào)試</

25、p><p>　　3.1電路板制作所需基本工具</p><p>　　電烙鐵、焊錫絲、焊錫膏、萬用電路板、制圖尺。</p><p>　　3.2按照所需元件進(jìn)行選材</p><p>　　按照以上所需元件清單進(jìn)行選擇</p><p>　　3.3電路板制作流程</p><p>　　印刷電路參考圖（萬用電路板）

26、→對應(yīng)安裝元件→對應(yīng)引腳焊接→焊接點(diǎn)打磨→對應(yīng)電路線連接→檢查→成型</p><p>　　3.4電路調(diào)試（略）</p><p><b>　　4.1設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　本學(xué)期我們開設(shè)了《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》，這門學(xué)科屬于電子電路的范疇，與我們的專業(yè)有著緊密的聯(lián)系，里面有大量的理論知識?！凹埳系脕斫K覺淺，覺知此事要躬行”，期末結(jié)課后

27、，在老師的指導(dǎo)下，我們進(jìn)行了模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的課程設(shè)計(jì)，這樣不僅能加深我們對模擬電子電路的理解，而且也培養(yǎng)了我的動手能力，更令我的創(chuàng)造性思維得到拓展。</p><p>　　做課程設(shè)計(jì)，首先要選好課題，在圖書館和互聯(lián)網(wǎng)上查閱了大量資料后我們選定了觸摸延時(shí)開關(guān)作為此次的設(shè)計(jì)課題。選好課題，緊接著又查閱相關(guān)的資料匯出了電路圖，為課程設(shè)計(jì)最重要的一步——焊接電路板，做好了準(zhǔn)備。剛開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，面對電烙鐵和萬能電路板，以及許

28、多二極管、電容，一時(shí)感到無法下手。在老師的指導(dǎo)和示范下，我們先用筆在萬用電路板上面畫出電路圖。在電路板上面畫出電路圖可以使焊接出的電路板整齊美觀。準(zhǔn)備工作做完后，開始電路板的焊接實(shí)驗(yàn)。由于是初次接觸電烙鐵，對焊接的角度和火候把握不好，導(dǎo)致做出的電路板歪歪扭扭，不太美觀。</p><p>　　在不懈的的努力下，經(jīng)過整整四個(gè)小時(shí)的實(shí)驗(yàn)，我終于做完了整個(gè)模電實(shí)驗(yàn)，看著手里剛剛做好的電路板，一種意尤未盡的感覺不禁涌上心來

29、。在實(shí)驗(yàn)中，老師和同學(xué)給我的熱心的幫助都使我很感動；自己從頭到尾的努力和實(shí)踐，讓心中油然產(chǎn)生滿足感。</p><p>　　為期一周的課程設(shè)計(jì)雖然結(jié)束了，但它帶給我的啟示、感悟卻深深地觸動了我的思想觀念。學(xué)習(xí)，不僅僅是理論知識的掌握，還包括動手實(shí)踐能力的提高。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)中，從選題、選擇電路元件、繪制電路圖、制作電路板，到完成設(shè)計(jì)報(bào)告，自始至終都充滿了挑戰(zhàn)，里面包含的東西遠(yuǎn)非理論學(xué)習(xí)所能帶來的。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程

30、中，選擇能力、思維的全面性、動手操作都得到了較大的提高，真正做到了理論與實(shí)踐的結(jié)合；設(shè)計(jì)報(bào)告的規(guī)范書寫，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)打下了一定的基礎(chǔ)。希望今后類似這樣課程設(shè)計(jì)、類似這樣的鍛煉機(jī)會能更多些!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]閻石等.《數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)》第五版，北京：高等教育出版社，2006.5</p><p

31、>　　[2]羅懷平;王可健;黃雯青;孔軍;朱鴻斌;楊國賢;奚風(fēng)俊;朱新杰;金峰. GB16915.1C～4-2003《家用和類似用途電子開關(guān)、遙控開關(guān)、延時(shí)開關(guān)》系列國家標(biāo)準(zhǔn) [Z]. 國家科技成果.</p><p>　　[3]曾仲慶. 省電延時(shí)開關(guān) [J]. 電子制作, 1996.05</p><p>　　[4]丁紅星,戴麗莉. 觸摸延時(shí)開關(guān)及其改進(jìn) [J]. 連云港教育學(xué)院學(xué)報(bào),

32、 2000.03</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我受益匪淺，增加了我們的興趣和開拓了我們的思維，同時(shí)還培養(yǎng)了我們刻苦耐勞的精神。雖然在設(shè)計(jì)過程中遇到了很多意想不到的困難，但在老師和同學(xué)的幫助，還有自己的不懈努力下，最終將困難一一克服，圓滿的完成了這次課程設(shè)計(jì)。在此，特別感謝xx老師以及各位同學(xué)在我課程設(shè)計(jì)中所做出的指點(diǎn)和幫