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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 課 程 設(shè) 計(jì)</b></p><p> 課程名稱 光電子學(xué)課程設(shè)計(jì) _</p><p> 題目名稱 教室用自動(dòng)照明開關(guān) </p><p> 學(xué) 院 數(shù)理學(xué)院 _ </p>
2、;<p><b> 引言</b></p><p> 隨著能源的日益緊張,黨和國(guó)家對(duì)節(jié)能工作的重視程度不斷提高,提出了“建設(shè)節(jié)約型社會(huì)”的號(hào)召。教育部也積極響應(yīng),提出了“建設(shè)節(jié)約型高?!钡奶?hào)召,高校節(jié)能工作也在全國(guó)各地蓬勃開展起來。高校作為培養(yǎng)高素質(zhì)人才的搖籃,提倡節(jié)約的意義也就顯得更加重大而深遠(yuǎn)。教室作為高校教學(xué)的重要場(chǎng)所,一般采用開放式管理模式為主,學(xué)生基本上無固定的班級(jí)
3、教室,無固定的座位;而樓宇管理人員僅負(fù)責(zé)衛(wèi)生或保衛(wèi)工作。因此,造成了白天長(zhǎng)明燈,晚上無人也開燈,人少燈全開的浪費(fèi)現(xiàn)象,這在高校司空見慣。從早晨開放到晚上清場(chǎng),教室照明燈具一直處于開啟的現(xiàn)象在高校中是普遍存在的。雖然教室的照明負(fù)荷在整個(gè)學(xué)校用電負(fù)荷中所占的比重不算太大,但是由于它們的數(shù)量眾多,使用時(shí)間最長(zhǎng),使得它們?cè)谡麄€(gè)學(xué)校用電量中所占的比重一直居高不下,因而造成的用電浪費(fèi)也就十分驚人。</p><p> 因此,
4、我們?cè)O(shè)計(jì)了教室照明節(jié)能智能控制系統(tǒng)。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,教室照明的功率密度約為10Wm-2,假設(shè)教室的平均面積為100m2,則照明負(fù)荷約為1kW。如果每天正常使用時(shí)間為15小時(shí),那么,一天每間教室的用電量為1kW×15h=15 kWh,學(xué)生年在校為270天,則年用電量約為4050kWh。如果學(xué)校按照100m2折合教室數(shù)量為200間,則照明用電量為81萬度左右。若節(jié)電率以平均30%計(jì)算,則一年可節(jié)電24.3萬度,可節(jié)約電費(fèi)15~
5、20萬元左右,以上估算還未包括線損和燈具長(zhǎng)時(shí)間開啟而損壞的部分。從以上計(jì)算可以看出,教室照明節(jié)能絕不是微不足道的,即使單從經(jīng)濟(jì)效益來看,完全也是大有可為的,而且節(jié)能是一項(xiàng)長(zhǎng)期的收益。</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 一、方案論證</b></p><p><b> 1.1 方
6、案原理</b></p><p> 1.2 所用主要元器件</p><p><b> 二 、設(shè)計(jì)與分析</b></p><p> 2.1 裝置圖以及電路圖</p><p> 2.2 所用主要元器件</p><p><b> 2. 3 工作情況</b><
7、;/p><p><b> 三、相關(guān)計(jì)算</b></p><p><b> 四、結(jié)論與分析</b></p><p><b> 五、參考文獻(xiàn)</b></p><p><b> 六、總結(jié)</b></p><p><b>
8、一、方案論證:</b></p><p><b> 1.1方案原理:</b></p><p> 教室照明節(jié)能智能控制系統(tǒng)是根據(jù)判別光照度強(qiáng)弱和人體特定紅外波譜感應(yīng)原理,結(jié)合人體感應(yīng)傳感器技術(shù),實(shí)現(xiàn)“按需用電”之目的。 當(dāng)光線達(dá)到設(shè)定照度值時(shí),節(jié)電裝置可自動(dòng)關(guān)閉供電電源。即使打開開關(guān),照明燈也不亮(即光線亮度夠時(shí),室內(nèi)有人燈也不亮)。當(dāng)光線低于設(shè)定照度值時(shí)
9、,室內(nèi)有人時(shí),節(jié)電裝置自動(dòng)接通電源,室內(nèi)照明燈亮。當(dāng)室內(nèi)無人時(shí),節(jié)電裝置延時(shí)8~12分鐘后,自動(dòng)關(guān)閉供電電源(即光線亮度不夠時(shí),室內(nèi)有人時(shí)燈亮,無人時(shí)燈滅),實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電的效果。</p><p> 利用熱釋型紅外傳感技術(shù),以人體溫度作為檢測(cè)參量,當(dāng)人進(jìn)入其探測(cè)區(qū)域內(nèi),實(shí)施對(duì)控制電路的驅(qū)動(dòng);同時(shí)在控制電路中加入光控門和自鎖電路,在室內(nèi)照度達(dá)標(biāo)的情況下,即使有人或有人強(qiáng)行開燈都不予支持,最大程度地杜絕了白天室內(nèi)照度
10、達(dá)標(biāo)情況下而開燈的浪費(fèi)現(xiàn)象。設(shè)計(jì)中加入了光敏電阻來進(jìn)行室內(nèi)和室外光照度的分析和對(duì)比,從而來控制是否開燈;利用光電探測(cè)器對(duì)出入教室人員進(jìn)行檢測(cè),判斷教室是否有人。照明開關(guān)是由門與光雙重控制的,而且在延時(shí)期間內(nèi)多次觸發(fā)。</p><p> 1.2 所用主要元器件:</p><p> 熱釋型紅外傳感、光電傳感器、光電三極管、光敏電阻、555定時(shí)器</p><p>
11、T觸發(fā)器、LED燈泡、若干電阻。</p><p><b> 二、設(shè)計(jì)與分析</b></p><p> 2.1裝置圖以及電路圖:</p><p> ?。?)主題電路圖: </p><p> ?。?)部分1熱釋電感應(yīng)開關(guān)電路圖:</p><p> ?。?)部分2光電傳感器電路:</p
12、><p> 2.2所用主要元器件:</p><p> 熱釋電傳感器、光電傳感器、熱敏電阻、T觸發(fā)器、555定時(shí)器</p><p><b> 2.3工作情況:</b></p><p> ?。?)本照明系統(tǒng)就主用利用熱釋電傳感器檢測(cè)教室區(qū)域化,用來可以做到有人就亮燈,即熱釋電傳感器檢測(cè)到教室有人就555定時(shí)器1引腳是高電壓
13、那么就會(huì)給使2導(dǎo)通燈亮。無人則1是低電壓使2成低電壓不導(dǎo)通燈滅。</p><p> ?。?)當(dāng)光電傳感器檢測(cè)到有人進(jìn)來和出去就會(huì)引起引腳3、5為高電壓,那么就使燈亮,當(dāng)通過自鎖電路可以使檢測(cè)到人員的進(jìn)入和出入,從而當(dāng)教室沒人時(shí)可以做到延時(shí),這時(shí)引腳4就會(huì)引起一定時(shí)延,在一定的時(shí)間內(nèi)為高電壓。T=1.1(+)。</p><p><b> 三、相關(guān)計(jì)算:</b><
14、/p><p> 時(shí)延差:T=1.1(+)</p><p> =1.1(10K+1M)470u=8.6.</p><p><b> 四、結(jié)論與分析:</b></p><p> 節(jié)能照明系統(tǒng)能夠在節(jié)約教室用電上起到了很大的作用,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且代價(jià)也變較小,在以后的商業(yè)應(yīng)用中得到很大的發(fā)揮,而且能夠更加的人性化,主要技
15、術(shù)指標(biāo):室內(nèi)人員流動(dòng)的檢測(cè)指標(biāo),光照度檢測(cè)指標(biāo),節(jié)能指標(biāo)。比喻當(dāng)夏天溫度過高我們可以采用人體紅外感應(yīng),進(jìn)出入人員的檢測(cè)可以采用自鎖電路等等,所以在這幾方面我們還需要下功夫去攻克。</p><p><b> 五、參考文獻(xiàn):</b></p><p> [ 1] 郝鴻安編. 555 集成電路實(shí)用電路集[ M] . 上</p><p> 海: 上
16、??茖W(xué)普及出版社, 1989。</p><p> [ 2] 陳永甫主編. 555 集成電路應(yīng)用800 例[ M] . 北</p><p> 京: 電子工業(yè)出版社, 1992。</p><p> [ 3] 方德壽, 方榮生, 方佼編著. 實(shí)用電子小制作</p><p> [ M] . 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 1993。</p&g
17、t;<p><b> 六、總結(jié):</b></p><p> 現(xiàn)有的照明控制系統(tǒng)雖然產(chǎn)品和技術(shù)都己相對(duì)較成熟,卻多為針對(duì)普通建筑物如居民樓、辦公樓,多采用定時(shí)控制、場(chǎng)景控制或簡(jiǎn)單的傳感器控制,很難滿足大學(xué)教室里人員多、流通性強(qiáng)等特點(diǎn),所以有必要針對(duì)大學(xué)教室的特點(diǎn),研究相應(yīng)的照明控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)將控制對(duì)象具體定位為大學(xué)教室,以細(xì)化照明控制的實(shí)施方案,提出針對(duì)大學(xué)教室實(shí)現(xiàn)智能照明
18、節(jié)能控制方案和實(shí)施方法。</p><p> 現(xiàn)在大學(xué)教室主要是利用開關(guān)控制照明,這種開關(guān)一般包括兩類:一類是定時(shí)開關(guān)結(jié)合手動(dòng)方式,它結(jié)合學(xué)校的作息規(guī)律和室內(nèi)人員對(duì)照明的需求來控制開關(guān)燈,以起到控制教室照明的作用。這種粗放式的控制方式很大程度上依賴于人的自覺性,很容易照成“長(zhǎng)明燈”的出現(xiàn)。另一類是采用照度感應(yīng)開關(guān)來自動(dòng)控制燈具的開關(guān),這是近幾年出現(xiàn)的技術(shù),是對(duì)傳統(tǒng)以手動(dòng)方式控制照明的一種很大的改進(jìn),主要實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)
19、光照度低于設(shè)定值并且檢測(cè)范圍內(nèi)有人員存在時(shí)才開啟照明設(shè)備。</p><p> 后一類開關(guān)在一定程度上避免了教室無人時(shí)出現(xiàn)長(zhǎng)明燈和的現(xiàn)象,并能夠利用自然光源,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。但存在一定的弊端。當(dāng)環(huán)境溫度接近人體溫度時(shí),靈敏度急劇下降。對(duì)靜止物不能探測(cè),人員相對(duì)靜止時(shí)間如學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間保持一種固定姿態(tài)超過開關(guān)延時(shí)計(jì)數(shù)時(shí)間,燈具則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉,引起燈具間歇式起停,影響學(xué)生學(xué)習(xí)。當(dāng)教室人員稀少,人員的進(jìn)出和移動(dòng)會(huì)造成教室內(nèi)所有相關(guān)
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