衛(wèi)生間照明燈、換氣扇自動(dòng)控制器課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　2013 年 3 月27日</p><p>　課程設(shè)計(jì)題目衛(wèi)生間照明燈、換氣扇自動(dòng)控制器</p><p>　功能技術(shù)指標(biāo)主要功能：為了能及時(shí)地將衛(wèi)生間內(nèi)的異味排出，很多家庭都裝了換氣扇，但一些來客或小孩常常忘記打開換氣扇。為了解決這個(gè)問題，設(shè)計(jì)了一種能自動(dòng)控制換氣扇和照明燈的電子裝置，這樣既不給

2、人添麻煩，又能自動(dòng)換氣和開、關(guān)燈，節(jié)能而方便。技術(shù)指標(biāo)：1、用干簧管來控制電路的通斷。2、當(dāng)光線較強(qiáng)時(shí) 照明燈不工作 當(dāng)光線較暗時(shí)照明燈工作。3、當(dāng)用完后延時(shí)一段時(shí)間，燈和換氣扇均會自動(dòng)停止工作。</p><p>　工作量查閱資料、畫圖、連接電路、調(diào)試、寫說明書</p><p>　工作計(jì)劃1、查找資料，繪制出原理圖及列出元件清單2、購買元件3、安裝、調(diào)試電路4、驗(yàn)收、上交電路5、寫說明書、

3、上交指導(dǎo)教師處6、繪制圖紙、準(zhǔn)備答辯</p><p>　指導(dǎo)教師評語</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 緒論 1 </p><p>　　1.1選題目的及方案可行性分析1</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)要求1</b></p

4、><p>　　1.2.1設(shè)計(jì)目的和設(shè)計(jì)指標(biāo)1</p><p>　　1.2.2設(shè)計(jì)功能1</p><p>　　第2章電路結(jié)構(gòu)與工作原理2</p><p>　　2.1電路方框圖2</p><p>　　2.2 電源電路2</p><p>　　2.3 磁開關(guān)電路3</p><

5、p>　　2.4 單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路4</p><p>　　2.5 繼電器電路4</p><p>　　2.6 電源電路5 </p><p>　　2.7 光控照明燈電路5</p><p>　　第3章 整機(jī)的工作原理7</p><p>　　3.1整機(jī)的原理圖7</p><p>　　

6、3.2整機(jī)的工作原理7</p><p>　　第4章 電路的組裝與調(diào)試9</p><p>　　4.1電路的檢查9</p><p>　　4.2電路的調(diào)試9</p><p>　　4.2.1儀器調(diào)試9</p><p>　　4.2.2電路在調(diào)試中遇到的問題9</p><p><b>

7、　　結(jié)論11</b></p><p><b>　　收獲和體會12</b></p><p><b>　　致謝13</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p><b>　　附錄115</b></p>

8、;<p><b>　　元件清單16</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 選題目的及方案可行性分析</p><p>　　能讓我們跟好的了解數(shù)電知識，通過實(shí)驗(yàn)更多的了解555模塊，單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路相關(guān)知識，并且鍛煉自我解決問題、分析和動(dòng)手實(shí)踐能力。掌握基礎(chǔ)的數(shù)電知

9、識為專業(yè)課奠定了好的基礎(chǔ)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案基本完成了設(shè)計(jì)的要求，總的來說該方案是十分可行的，電路結(jié)構(gòu)簡單，原理正確，條理清晰，實(shí)驗(yàn)符合要求。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1.2.1設(shè)計(jì)題目和設(shè)計(jì)指標(biāo)</p><p>　　題目：衛(wèi)生間照明燈、換氣扇

10、自動(dòng)控制器</p><p><b>　　設(shè)計(jì)指標(biāo)：</b></p><p>　　1、開門進(jìn)入衛(wèi)生間時(shí)換氣扇工作。</p><p>　　2、晚上開門進(jìn)入時(shí)照明燈工作。</p><p>　　3、關(guān)門出去時(shí)照明燈（夜間）、換氣扇延時(shí)一段時(shí)間后自動(dòng)停止工作。</p><p>　　1.2.2 設(shè)計(jì)功能<

11、;/p><p>　　能及時(shí)地將衛(wèi)生間內(nèi)的異味排出，能自動(dòng)控制換氣扇和照明燈的電子裝置，這樣既不給人添麻煩，又能自動(dòng)換氣和開、關(guān)燈，節(jié)能而方便。 第2章 電路結(jié)構(gòu)及工作原理 </p><p><b>　　2.1 電路方框圖</b></p><p>　　根據(jù)技術(shù)要求，此衛(wèi)生間照明燈、換氣扇自動(dòng)控制器可分為：主電路、磁開關(guān)電路、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電

12、路、繼電器電路、電源電路、光控照明燈電路這六部分。如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-1 電路方框圖</p><p><b>　　2.2 電源電路</b></p><p>　　電源電路中D1～D4、R4、R4、VDW、U共同構(gòu)成了控制電路的供電產(chǎn)生電路。其中D1～D4構(gòu)成橋式整流電路，R4、VDW構(gòu)成并聯(lián)型穩(wěn)壓電路。220V交流電壓經(jīng)電

13、源變壓后，從其次級輸出交流低壓。該電壓經(jīng)橋式整流整流，C4濾波，VDW穩(wěn)壓后到的直流電壓經(jīng)加IC到的輸入端，作為IC和繼電器Ｊ電路的工作電源。照明燈換氣扇電源，直接由220V工作電源提供。</p><p><b>　　圖2-2電源電路</b></p><p><b>　　2.3 磁開關(guān)電路</b></p><p>　　衛(wèi)生

14、間門關(guān)上時(shí)，永久磁鐵ZT與常閉型干簧管AG靠得很近，由于ZT的磁力作用，導(dǎo)致AG內(nèi)丙觸片斷開，一旦有人進(jìn)入衛(wèi)生間，在進(jìn)門的瞬間必然導(dǎo)致ZT與AG的距離增大，而使得ZT的磁力線不能作用于AG上，故AG內(nèi)兩觸片復(fù)位接觸，此時(shí)三級管導(dǎo)通。</p><p>　　圖2-3 磁開關(guān)電路及單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路</p><p>　　2.4 單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路</p><p>　　單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電

15、路見上圖2-3所謂單穩(wěn)態(tài)電路就是具有兩種狀態(tài)的的電路,其中一種是穩(wěn)定的狀態(tài)（穩(wěn)態(tài)）,另一種是暫時(shí)穩(wěn)定的狀態(tài)（暫穩(wěn)態(tài)）。它是由信號輸入電路、控制電路和執(zhí)行電路組成的。利用單穩(wěn)態(tài)電路可以實(shí)現(xiàn):實(shí)時(shí)控制自動(dòng)恢復(fù),定時(shí)控制,延時(shí)控制等多種功能。單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路是由555定時(shí)器和外接定時(shí)元件R、C構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。</p><p>　　它具有以下三個(gè)特點(diǎn)：</p><p>　　(1)它有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一

16、個(gè)暫穩(wěn)態(tài)；</p><p>　　(2)在外來脈沖信號作用下，能立即從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)；</p><p>　　(3)暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間后，能自動(dòng)返回到穩(wěn)態(tài)。</p><p>　　圖2-3中IC及其外圍元件組成了單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路。當(dāng)有人進(jìn)入衛(wèi)生間時(shí)IC的③腳為低電平變?yōu)楦唠娖?，且④和⑧有輸入時(shí)，使繼電器開始工作，燈泡點(diǎn)亮換氣扇轉(zhuǎn)動(dòng)，并開始延時(shí)，延時(shí)時(shí)間為t=1.1R3C2

17、。在延時(shí)期間，燈泡一直處于點(diǎn)亮狀態(tài)，換氣扇一直處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，一旦延時(shí)時(shí)間到達(dá)之后，IC單穩(wěn)態(tài)電路就會翻轉(zhuǎn)，其③腳有高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，這一信號使Q1的基極為低電平而截止，J繼電器線圈得電釋放，切斷了燈泡和換氣扇的供電而停止工作。</p><p><b>　　2.5 繼電器電路</b></p><p>　　當(dāng)加上或除去輸入信號時(shí)，輸出部分需延時(shí)或限時(shí)到規(guī)定的時(shí)間才閉合或

18、斷開其被控線路的繼電器就是時(shí)間繼電器。 當(dāng)線圈加上信號后，通過減緩電磁鐵的磁場變化而后的延時(shí)的時(shí)間繼電器叫電磁時(shí)間繼電器；由分立元件組成的電子延時(shí)線路所構(gòu)成的時(shí)間繼電器，或由固體延時(shí)線路構(gòu)成的時(shí)間繼電器叫電子時(shí)間繼電器；由電子或固體延時(shí)線路和電磁繼電器組合構(gòu)成的時(shí)間繼電器叫混合式時(shí)間繼電器。它們的作用原理都相同，就是在時(shí)間繼電器線圈上加入或斷開電源，經(jīng)過你給定的時(shí)間后而動(dòng)作，來控制主線路的接通與斷開。</p><p&

19、gt;　　電磁繼電器一般由 電磁鐵,銜鐵,彈簧片,觸點(diǎn) 等組成的，其工作電路由低壓控制電路和高壓工作電路兩部分構(gòu)成。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路

20、中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。</p><p>　　2.6照明燈、換氣扇電路</p><p>　　照明燈、換氣扇電路如下2-4所示：</p><p>　　圖2-4 照明燈、換氣扇電路</p><p>　　2.

21、7光控照明燈電路</p><p>　　光控電路如圖2-5所示，由Cds，C6，2ST組成。由于光敏電阻Cds的阻值反映了光線的強(qiáng)弱，所以在白天或夜晚有較強(qiáng)的光線時(shí)，較強(qiáng)的光線照射在光敏電阻Cds上，從而使Cds的內(nèi)阻很小，移相電容C6兩端的電壓不足以使觸發(fā)器二極管2ST導(dǎo)通，故VS無觸發(fā)電流而阻斷，照明燈H不會亮。夜晚或白天光線比較弱時(shí)，由于沒有較強(qiáng)的光線照射在Cds上，因而Cds的內(nèi)阻變的很大，相當(dāng)于形成開路，

22、此時(shí)2ST導(dǎo)通，從而使Vs導(dǎo)通，照明燈點(diǎn)亮。</p><p>　　圖2-5光控照明燈電路</p><p>　　第3章 整機(jī)工作原理</p><p><b>　　3.1整機(jī)原理圖</b></p><p>　　圖3-1 整機(jī)原理圖</p><p><b>　　3.2整機(jī)工作原理</b&

23、gt;</p><p>　　整機(jī)工作原理見圖3-1，當(dāng)衛(wèi)生間門關(guān)上時(shí)，永久磁鐵ZT與常閉型干簧管AG靠得很近，由于ZT的磁力作用，導(dǎo)致AG內(nèi)丙觸片斷開，三極管VT無偏流而截止，此時(shí)時(shí)基集成電路IC1的②腳呈高電平，故IC1處于復(fù)位狀態(tài)，IC1的③腳輸出低電平，繼電器J無電流不吸合，換氣扇和照明燈均處于斷電狀態(tài)。一旦有人進(jìn)入衛(wèi)生間，在進(jìn)門的瞬間必然導(dǎo)致ZT與AG的距離增大，而使得ZT的磁力線不能作用于AG上，故AG

24、內(nèi)兩觸片復(fù)位接觸，此時(shí)三極管得到偏流而導(dǎo)通。VT導(dǎo)通后使IC1的②腳變?yōu)榈碗娖剑▋H為VT的飽和壓降值），IC觸發(fā)置位，此時(shí)IC1的③腳由原來的低電平跳變?yōu)楦唠娖剑^電器J勵(lì)磁吸合。J吸合后，其常開觸點(diǎn)J1－1閉合，換氣扇M通電工作，開始排氣。與此同時(shí)，J的另一組常開觸點(diǎn)J1－2也閉合，照明燈H通電點(diǎn)亮，其高度可由RP調(diào)節(jié)。如果是白天，由于有較強(qiáng)的光線照射在光敏電阻CdS上，從而使CdS的內(nèi)阻很小，移相電容器C6兩端的電壓不足以使觸發(fā)二極

25、管2ST導(dǎo)通，故VS無觸發(fā)電流而阻斷，照明燈H不會點(diǎn)亮。夜晚由于沒有陽光照射在CdS上，因而CdS的內(nèi)阻變得很大，相當(dāng)于開路，此時(shí)2ST導(dǎo)通，VS導(dǎo)通，照明燈H點(diǎn)亮。IC的</p><p>　　第4章 電路的組裝與調(diào)試</p><p><b>　　4.1電路的檢查</b></p><p>　　電路焊接時(shí)不能出現(xiàn)虛焊、假焊、漏焊，更不能出現(xiàn)過焊。

26、按照先裝矮后裝高、先裝小后裝大、先裝耐焊的等原則焊接。檢查電路各部分的接線是否正確，檢查電源、地線、信號線、元器件的引腳之間有無短路，器件有無接錯(cuò)。再接入電路所要求的電源電壓，觀察電路中各部分器件有無異?，F(xiàn)象。經(jīng)檢查我們的電路沒有錯(cuò)誤現(xiàn)象，只是焊點(diǎn)大小不均勻。</p><p><b>　　4.2 電路的調(diào)試</b></p><p>　　調(diào)試電路中由于電路使用的原件無法

27、購買到，不得不使用低壓進(jìn)行試驗(yàn)，加上15V變壓器后進(jìn)行試驗(yàn)。</p><p><b>　　4.2.1調(diào)試儀器</b></p><p>　　調(diào)試儀器儀表的準(zhǔn)備工作：①根據(jù)調(diào)試內(nèi)容選用合格的儀器儀表；②檢查儀器儀表有無故障，量程和精度應(yīng)能滿足調(diào)試要求，并熟練掌握儀器儀表的正確使用；③將儀器儀表放置整齊，經(jīng)常用來讀取信號的儀器應(yīng)放置于便于觀察的位置 </p>

28、;<p>　　4.2.2電路在調(diào)試中遇到的問題</p><p><b>　　調(diào)試中遇到的問題：</b></p><p>　　由于電路器件的限制電路必須在低壓環(huán)境下進(jìn)行，所以必須使用15V變壓器進(jìn)行變壓。</p><p>　　由于繼電器工作電壓高，而實(shí)驗(yàn)電壓不穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)開始繼電器一直不工作，后經(jīng)調(diào)試正常使用。</p>

29、<p>　　在調(diào)試雙向可控硅時(shí)由于使用電壓過高導(dǎo)致555時(shí)基芯片損壞，后換上全新的正常使用。</p><p>　　在剛測試風(fēng)扇時(shí)電壓不穩(wěn)定，電壓低導(dǎo)致風(fēng)扇不正常工作。后經(jīng)調(diào)試正常使用。</p><p>　　5、調(diào)試時(shí)使用的發(fā)光二極管電壓高導(dǎo)致毀壞，后加分壓電阻后正常使用。結(jié)論</p><p>　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本設(shè)計(jì)方案基本完成了設(shè)計(jì)的要求，總的來說該方案

30、是十分可行的，電路結(jié)構(gòu)簡單，條理清晰，結(jié)果符合要求。很多家庭都裝了換氣扇，但一些來客或小孩常常忘記打開換氣扇，這種能自動(dòng)控制換氣扇和照明燈的電子裝置，既不給人添麻煩，又能自動(dòng)換氣和開、關(guān)燈，節(jié)能而方便。綜合來說完成了各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，安全又穩(wěn)定。 收獲和體會</p><p>　　經(jīng)過一段時(shí)間的查找資料和思考問題，最終把設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)出來了。其中在查找資料的過程中收獲頗豐，在這個(gè)過程中使我學(xué)會了如

31、何查找文獻(xiàn)資料并運(yùn)用到自己的方案中去。經(jīng)過一番深思熟慮后設(shè)計(jì)出比較實(shí)用的電路圖，并通過自己的努力最終解決了出現(xiàn)的各種問題，在這解決問題的過程中使我學(xué)到了許多以前不太了解的知識，同時(shí)也培養(yǎng)了思考問題的習(xí)慣，在連接實(shí)物圖的過程中須得步步為營，若是一著不慎連錯(cuò)了后果是很嚴(yán)重的，不好檢查線路，因此連線時(shí)須的小心再小心。</p><p>　　最終，在自己的不懈努力和老師同學(xué)的幫助下我的課程設(shè)計(jì)終于完成了，課設(shè)中充滿了歡笑與

32、淚水，為一小塊的成功而高興，為一時(shí)的困難而傷心，但整個(gè)過程是快樂的，因?yàn)槲以谶^程中得到了鍛煉，動(dòng)手動(dòng)腦的能力得到了加強(qiáng)，學(xué)到了許多書本上學(xué)不到的知識，總之我在課程設(shè)計(jì)中學(xué)到了許多真是一言難盡。在這里我謝謝老師和同學(xué)們的幫助，謝謝大家。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本課題在選題及研究過程中得到*老師的悉心指導(dǎo)。*老師多次詢問研究進(jìn)程，并

33、為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。*老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，對*老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。 同時(shí)在本次課程設(shè)計(jì)中我學(xué)會了很多，再要感謝學(xué)校給我這次機(jī)會讓我有可以實(shí)踐的機(jī)會。在我們做課設(shè)的時(shí)候遇到很多問題，最后一一解決問題的過程中都離不開老師的幫助。還要感謝小組同學(xué)的努力配合。經(jīng)過這次課設(shè)我知道了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，學(xué)會了很多，使我更有興趣學(xué)習(xí)本專業(yè)

34、了。讓我知道了我還需要學(xué)習(xí)更多的姿勢來完善自己。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】卿太全、李蕭.常用數(shù)字集成電路原理與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2006</p><p>　　【2】葛中海.模擬電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011</p><p>　　【3】周忠.數(shù)

35、字電子技術(shù)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011 </p><p>　　【4】羅厚軍，魏敏敏.集成電路使用手冊[M].福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2006</p><p>　　【5】劉進(jìn)鋒.電子技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2010</p><p><b>　　附錄1</b></p><p>　　NE555內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意