毕业设计(论文)自制小夜灯.doc
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1、新疆轻工职业技术学院毕业论文论文题目: 自制小夜灯 姓 名: 班 级: 电子信息工程 指导教师: 二八年四月四日主要目的加强自己对理论知识的理解,理论与实际相结合,锻炼动手能力。做到学以致用,自己动手制作产品。主要内容环境照明度低于52勒克斯,周围声音大于50分贝时,制作的小夜灯就自动小夜灯就会点亮,发出持续约5min分钟的不刺眼灯光,以便处理有关事务。具体要求1.环境照度低于52勒克斯时。2.大于50分贝的声响。3.延时关闭:5分钟左右。指导教师评语及意见:指导教师: 年 月 日答辩委员会评语及综合成绩评定:答辩委员会主任: 年 月 日系部意见:系主任: 年 月 日摘要 本产品主要应用于夜间
2、照顾婴儿,照顾年迈的老人,病人半夜起床小便、凌晨醒来看钟表等,只要环境照明度低于52勒克斯,周围声音大于50分贝时,制作的小夜灯就自动小夜灯就会点亮,发出持续约5min分钟的不刺眼灯光,以便处理有关事务。如果时间尚早,可按动一下复位开关SB提前关灯,以节约电能。 小夜灯主要依靠声音,光的刺激,从而启动。关键字:自动 照明 夜灯 目录摘要2引言4第一章:设计目的与要求1.1 设计目的51.2 设计要求51.3 设计任务5第二章:元器件的选择62.1 555时基电路的介绍72.2 555时基电路的选择.8. 2.3 技术指标9第三章:设计方案3.1 电路基本组成33.2 工作原理33.3 电路工作
3、特性3第四章:方案应用44.1制作与应用44.2注释44.3自动控制的说明4第四章 总结4参考文献引言婴儿在夜间哭闹不止,说明有事需要及时处理。年轻的母亲往往要找准开关的位置,打开电源;又要忙于找奶瓶、尿布之类的物品;而有些父母担心在黑暗中摸索会带来不安全因素,所以只有整夜开着电灯,而这又导致小孩子不能入睡,哭闹不止,常常弄得父母手足无措,心烦意乱。何不动手制作一盏自动小夜灯呢!它能够在婴儿哭闹时自动点亮,持续发出约5min(分钟)的不刺眼灯光,以便处理有关事务。当然,处理完事务后,还可按动专门的复位按钮开关,随时提前关闭亮着的小灯,从而大大方便了人们的日常生活。自动小夜灯以科学照明为理念,采
4、用发光二极管作为光源,利用声、光,延时等控制电路对其自动操作。具有节能、智能、方便安全、使用寿命长等突出特点。自动小夜灯属于低亮度照明,它的亮度在满足人们夜间临时需要活动视觉需要的同时,更重要的是这样的光线对人的眼睛没有任何刺激,起到保护视力的作用。也不必为由于强光的刺激难以继续入睡而感到苦恼。环境亮度低于5勒克斯时如有声响小夜灯就自动点亮,延时5分钟左右自动关闭。如遇声响将再次点亮。避免了在黑暗中摸索开关导致的不安全隐患,也不必担心长时间在灯光下睡眠给您的身体带来的影响,方便实用并且不会影响到他人。本产品利用电池供电,没有任何开关。可随意放置或手持行走。远离强电,杜绝触电的可能,因此很安全。
5、第一章:设计目的与要求1.1 设计目的 加强自己对理论知识的理解,理论与实际相结合,锻炼动手能力。做到学以致用,自己动手制作产品。1.2 设计要求1.环境照度低于52勒克斯时。2.大于50分贝的声响。3.延时关闭:5分钟左右。1.3 设计任务当环境照明度低于52勒克斯,周围声音大于50分贝时,制作的小夜灯就发出持续约5min分钟的不刺眼灯光,以便处理有关事务。还可按动专门的复位按钮开关,随时提前关闭亮着的小夜灯。第二章 元器件的选择2.1 555时基电路的介绍:555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖,构思奇巧,用途广泛,备受电子专业设计人员和电子
6、爱好者的青睐,人们将其戏称为伟大的小IC。1972年,美国西格尼蒂克斯公司(Signetics)研制出Tmer NE555双极型时基电路,设计原意是用来取代体积大,定时精度差的热延迟继电器等机械式延迟器。但该器件投放市场后,人们发现这种电路的应用远远超出原设计的使用范围,用途之广几乎遍及电子应用的各个领域,需求量极大。美国各大公司相继仿制这种电路 1974年西格尼蒂克斯公司又在同一基片上将两个双极型555单元集成在一起,取名为NF556。1978年美国英特锡尔公司(Intelsil)研制成功CMOS型时基电路ICM555 ICM556,后来又推出将四个时基电路集成在一个芯片上的四时基电路558
7、 由于采用CMOS型工艺和高度集成,使时基电路的应用从民用扩展到火箭、导弹,卫星,航天等高科技领域。在这期间,日本、西欧等各大公司和厂家也竞相仿制、生产。尽管世界各大半导体或器件公司、厂家都在生产各自型号的555556时基电路,但其内部电路大同小异,且都具有相同的引出功能端。 2.2 555时基电路的选择选用静态功耗很小的CMOS时基集成电路(又称555时基集成电路),如5G7555或ICM7555、CB7555、CH7555、SG7555型等,它是一种模拟、数字混合集成电路,其引脚排列和功能如图2-1所示。这种CMOS时基集成电路的静态电流非常小,只有75mA左右(4.5V工作电压下测定),
8、而且工作电压低,(实测不低于2V就能正常工作)。常用普通TTL工艺生产的“555”时基集成电路其功耗大,要求工作电压较高(4.5),所以不适宜在本制作中使用。晶体管VT1、VT2均选用9014(集电极最大允许电流ICM=0.1A,集电极最大允许功耗PCM=312mW)或3DG8型硅NPN小功率晶体三极管,要求VT1的电流放大系数200,VT2的电流放大系数100;VT3选用9012(ICM=-0.5,PCM=625mW)或3CG23型硅NPN中功率晶体三极管,要求电流放大系数50。R1R6均用RTX-1/8W碳膜电阻器。C用漏电很小的优质CD11-10V型电解电容器。B用27mm的压电陶瓷片,
9、如FT-27、HTD27A-1型等,要求配带简易塑料共振膜。H用手电筒常用的3.8V小电珠(三节干电池供电的手电筒专用)。SB用6mm*6mm小型卧室轻触开关。SA可用CKB-1型拨动开关。G用三节5号干电池串联(须配塑料电池架)而成,电压4.5V。 2.3 技术指标:型号XYD1光源类型LED高亮度白色发光二极管光源功率0.1瓦照度大于5 lx照明角度大于160度电源电压4.5V(三节5号电池)外壳材料ABS工程塑料外形尺寸78X95X35,长/高/厚(毫米)第三章 设计方案3.1 电路基本组成自动小夜灯的电路如图3-1所示,它实际上是一个由干电池组G供电的声控延时小灯。压电陶瓷片B与晶体三
10、极管VT1、电阻器R1和R2等组成了声控脉冲发生电路,时基集成电路A与电阻R3、电容3C等组成了典型单稳态延时电路,晶体三极管VT2、VT3和电阻器R5、R6等组成了小电珠H的功率驱动放大电路。单稳延时电路由接成电压比较器的单运放构成,电路如附图所示,有电路简单、调节延时方便等特点。当负脉冲经输入至反相端时,反相端电位低于同相端电位,输出端由低电平翻转为高电平,这个状态是不稳定的。此高电平经、分压后加至的同相端,使同相端电位高于反相端,从而保持高电平输出。同时,该高电平经和充电,当上电压被充至使反相端电位高于同相端电位时,其输出端又翻转常态时,C1输出保持低电平,这个状态是稳定的。 为低电平。
11、此时,同相端电位约为零,而上的电压经迅速向输出端放电,使电路加速恢复到初始状态。电路稳定后反相端电位仍高于同相端电位,使输出低电平得以保持。该电路的延时时间不仅取决于、,而且还取决于、的分压比。所以,调节延时时间十分方便,既可调整、进行延时粗调,又可调整进行细调(分压比若取1/22/3,延时精度较高)。但是,该电路在上电时的状态是随机的,要使该电路上电后有唯一的输出状态,有两种方法:一是在电路中增加。这样,在上电时,由于上电压不能突变,电源电压经、加至反相端,即可置输出于低电平;二是在同相端与地之间接一只二极管和一只开关(如虚线所示)。上电时如输出为高电平,虽然这一状态是不稳定的,但如上所述,
12、要经过时间输出才为低电平,而实用上往往需要电路上电时即刻复位。为此,可在上电时先将接通,若输出为高电平,则充电到即可使电路复位,大大缩短了电路上电复位的时间。复位后将断开,电路即可正常工作。实际应用中,若取为,为,则分压比为2/3,触发延时时间约为。可取,可取以上。可用单电源运放或比较器,如或。设计中用的功率驱动放大器,下面简单介绍以下它的种类: (1)功率放大器的分类功率放大器电路的划分主要是由功放级输出电路形式来决定,常见的音频功率放大器主要有下列几种 (a).变压器耦合甲类放大器电路主要用于电子管放大器中; (b).变压器耦合推挽功率放大器电路主要用于一些输出功率较大的电子管放大器中;
13、(c).OTL功率放大器电路主要用于一些输出功率较小的放大器中;(d)OCL功率放大器是一种常用的放大器电路,常用于一些输出功率要求较大的功率放大器中。 (e)BTL功率放大器电路主要用于一些要求输出功率更大的场合。OTL、OCL和BTL功率放大器电路主要用于晶体管放大器中。 (2)功率放大器的类型根据三极管在放大信号时的信号工作状态和三极管静态电流大小划分,放大器电路主要有3种放大器类型:一是甲类放大器电路,二是乙类放大器电路,三是甲乙类放大器电路。除上述三种放大器电路之外,还有超甲类等许多种放大器电路。音响系统中由于不允许存在信号的非线性失真,所以只用甲类放大器电路和甲乙类放大器电路。 (
14、A)甲类放大器甲类放大器就是给放大管加入合适的静态偏置电流,这样用一只三极管同时放大信号的正、负半周。在功率放大器电路中,功放输出级中的信号幅度已经很大,如果仍然让信号的正、负半周同时用一只三极管来放大,这种电路称之为甲类放大器。在功放输出级放大器电路中,甲类放大器的功放管静态工作电流设得比较大,要设在放大区的中间,以便给信号正、负半周有相同的线性范围,这样当信号幅度太大时(超出放大管的线性区域),信号的正半周进入三极管饱和区而被削顶,信号的负半周进入截止区而被削顶,此时对信号正半周与负半周的削顶量是相同的。甲类放大器电路的主要特点如下所述: (1) 在音响系统中,甲类功率放大器的音质最好。由
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