1、触摸式延迟照明灯题目_触摸式延迟照明灯_班级_09计科二班_学号_ _姓名_ _指导_万军老师_景德镇陶瓷学院课程设计任务书班级： 09计科二班 姓名： 指导教师： 万军老师2011年11月15日设计题目：触摸式延迟照明灯设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过3050个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、 分析电路由几个部分组成，并用方框图对它进行整体描述；2、 对电路的每个部分分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等；3、 用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图
2、中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、 对整体电路原理进行完整功能描述；5、 列出标准的元件清单；设计步骤1、 查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、 先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、 依次对各部分分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他部分电路的关系等等说明；4、 列出标准的元件清单；5、 总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。设计说明书字数不得少于3000字。参考资料1阎石等.数字电路技术基础第五版，北京：高等教育出版社，2006.52罗怀平;王可健;黄雯青;孔军;朱鸿斌;杨国贤;奚风俊;朱新杰;金峰. G
3、B16915.1C4-2003家用和类似用途电子开关、遥控开关、延时开关系列国家标准 Z. 国家科技成果.3曾仲庆. 省电延时开关 J. 电子制作, 1996.054丁红星,戴丽莉. 触摸延时开关及其改进 J. 连云港教育学院学报, 2000.035薛立峰;. 手触式延时开关 J. 电子制作, 1997.041、 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12、 总体方案与原理说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4、.23、 555时基电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . .34、 晶闸管开关电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45、 触摸电路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56、 总体电路原理相关说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5、 . . 67、 总体电路原理图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78、 元件清单；. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89、 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .910、 设计心得体会. . . . . . . . . . .
6、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10引言当今社会人们更加注重节能环保，照明这一领域也发生了很大的变化，从传统的白炽灯具向LED照明灯发展，照明开关电子化进程也从公共照明的节电控制开始。用普通开关去控制楼道里的照明灯常常会出现“长明灯”现象，这样会造成资源的浪费。适宜于门厅、楼梯和楼道中使用的触摸式、感应式、红外线式和声光控式延时自熄开关，使公共照明基本实现了“人来灯亮、人离灯熄”的自动控制，明显改善了楼房的公共照明效果，还能大幅度节省公共照明用电，照明灯的实际使用寿命也明显延长。用手一摸延时触摸灯的触摸片电灯亮10秒后自
7、动熄灭，既节电又十分方便.使用这种开关可节电80,延长灯泡寿命5倍以上,开关本身使用寿命可达10万次以上。这类开关是受到欢迎和推广的。与公共照明开关相比，室内用电子式开关的技术难度较大。研制确有实用价值的电子式室内照明开关市场潜力可能更大。基于555定时器的延时开关设计可以很方便的解决触摸式延迟照明灯电路的设计。可能有人会觉得一盏小小的电灯没有什么特别之处，但自从几百年前爱迪生发明电灯以来，电灯就在不断的发展，在现代电子技术工作者，给电灯赋予了各种各样的功能，使其演变成了自动化和智能化，更好地方便人们的生活。触摸式开关被广泛应用到各科关并场合中，如常见的电灯中。其有着无机械噪音，无机械磨损的优
8、点。1、 总体方案与原理说明延时开关可以单独由分立元件实现，在本设计中我选择555定时器来制作多点控制触摸延时开关电路，由555时基电路、电源电路、晶闸管开关电路及触摸电路等几部分组成。本开关触摸电路由晶体管VT放大电路完成，用它来取代触摸式照明灯延迟开关（1）中的二极管VT2，电路的其他部分均一样。555时基电路A也接成单稳态工作模式，平时555处于稳定态，其3脚输出低电平，VTH截止，灯EL不亮。当有人触摸电极片M时，经人体泄漏的50Hz工频信号由高阻电阻器R5注入晶体管VT的基极，经VT放大，信号的负半周足以使VT导通，555时基电路2脚即获得低电平触发信号，电路翻转进入暂态，3脚输出高
9、电平，经R2加到VTH的控制极，使VTH开通，EL点亮发光。约经t=.1R3C3，暂态结束，555时基电路翻回稳态，3脚恢复低电平，VTH因失去触发电流当交流电过零时即关断，照明灯EL熄灭。附：此开关可以应用在走廊、楼道、卫生间、地下室等地。当然为满足不同的需要可以对此开关做相应的改进。比如在一些特殊场所，不同的时间可能需要性能的开关。这时候可以在原开关上加一个附加控制装置，使其实现性能的随时转换。在实际应用中需要注意的是，此开关最好是负载10至100W的白炽灯，且不能接电感性负载，否则电路中电流过大可能会损坏晶闸管。由于对电子电路计算的方法不大熟悉,图中各元件的数值都采用估计的方法,可能会存
10、在一些问题。2、555时基电路： 555时基电路A也接成单稳态工作模式，平时555处于稳定态，其3脚输出低电平，VTH截止，灯EL不亮。电路如图1所示。图1.555时基电路3、晶闸管开关电路：当有人触摸电极片M时，经人体泄漏的50Hz工频信号由高阻电阻器R5注入晶体管VT的基极，经VT放大，信号的负半周足以使VT导通，555时基电路2脚即获得低电平触发信号，电路翻转进入暂态，3脚输出高电平，经R2加到VTH的控制极，使VTH开通，EL点亮发光。约经t=.1R3C3，暂态结束，555时基电路翻回稳态，3脚恢复低电平，VTH因失去触发电流当交流电过零时即关断，照明灯EL熄灭。 晶闸管开关电路如图2
11、图2.晶闸管开关电路4、触摸电路：利用人体的导电性质，通过金属片把人体感应电压输入电子电路中，再经过放大元件放大，而作用于电路。触摸电路如图3所示。图3.触摸电路5、总体电路原理相关说明利用人体的感应电压触发的,因为在我们的环境里我很多的电磁波,都会使人体产生感应电压,就是这个原理. 因为有了感应电压才能触发触摸开关的输入三级管(一般是高输入阻抗的COMS管)使它导通,从而控制电路开关.手指比较干燥，或者接触面积较小，都无法形成的足够的出发电流。在电路里面有时间继电器吧，延时就是靠他来完成的当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器就是时间继电器。
12、当线圈加上信号后，通过减缓电磁铁的磁场变化而后的延时的时间继电器叫电磁时间继电器； 由分立元件组成的电子延时线路所构成的时间继电器，或由固体延时线路构成的时间继电器叫电子时间继电器； 由电子或固体延时线路和电磁继电器组合构成的时间继电器叫混合式时间继电器。它们的作用原理都相同，就是在时间继电器线圈上加入或断开电源，经过你给定的时间后而动作，来控制主线路的接通与断开。6、总体电路原理图多点控制走廊延时开关电路原理图如图4所示。图4.触摸式延迟照明灯电路原理图7、元件清单 VTH应采用触发电流较小的1A、400600V小型塑封双向晶闸管，如MAC94A4、MAC97A6型等。 VT选用9013型等
13、硅NPN小功率晶体管，要求150。 VD选用IN4001IN4007型等硅整流二极管，VD2选用IN4148型硅开关二极管。 VS最好选用12V、1W稳压二极管，如UZP-12B、IN4742型等。 R1R4均可用普通1/8W碳膜电阻器；R5为触摸时安全隔离电阻，最好采用1/4W金属膜高阻值电阻器，以确保使用者的安全。 C1用耐压400600V的聚丙烯电容器，如CBB-400V、CBB-600V型等；C2、C3用耐压16V的铝电解电容器；C4为普通瓷介电容器。 M可用面积为15mm15mm左右的镀锡铁皮，用环氧树脂胶将其粘贴在86系列开关盒的塑料盖板上，在背面引出导线接电阻R。 EL为普通白织
14、灯泡，功率以不超过100W为宜。参考文献1阎石等.数字电路技术基础第五版，北京：高等教育出版社，2006.52罗怀平;王可健;黄雯青;孔军;朱鸿斌;杨国贤;奚风俊;朱新杰;金峰. GB16915.1C4-2003家用和类似用途电子开关、遥控开关、延时开关系列国家标准 Z. 国家科技成果.3曾仲庆. 省电延时开关 J. 电子制作, 1996.054丁红星,戴丽莉. 触摸延时开关及其改进 J. 连云港教育学院学报, 2000.035薛立峰;. 手触式延时开关 J. 电子制作, 1997.04设计心得体会通过这次通过楼道开关的制作，给我最大的体会是对一个程序整体的把握和控制，只有将子程序有效的结合起
15、来，才能完成设计的目的。另外，在程序的调试过程中，我也遇到了很多意想不到的困难，在老师的帮助和自己的不懈努力下，我对伟福这款仿真软件有了更深的认识，将困难一一克服，使程序编译成功，仿真实现。同时通过这十几天的课程设计，使我们重新学习了模电和数电知识，学会了将理论与实践结合了起来。感觉到知道的搜集和综合的必要性。除此之外，还特别学会了pretel画图软件。当然仅仅通过这几天的学习还远远不够的，现在学的只是个入门，但我对它已经有了浓厚的兴趣，可以肯定的是今后我会进一步深入去学习它，达到应用实践的目的。触摸式延时照明灯（二）类别：显示与光电本例介绍的触摸式延时照明灯（二）是采用一块555时基集成电路
16、控制，电路简单、性能可靠。用它改造家庭现有的台灯，可使台灯具有触摸自熄功能。使用时，只要用手摸一下台灯上的金属装饰件，台灯就会自动点亮，几分钟后，它又自动熄灭，对夜间就寝提供了不少方便。 工作原理 触摸式延时照明灯（二）的电路如图所示，图中点划线左部为台灯原有的电路，虚线右部是新加的触摸延迟电路。当合上台灯开关SA灯EL亮，新加的触摸延迟电路不起作用；当打开开关SA，台灯EL灭，此时台灯就具备了触摸自熄功能。其工作原理为时基集成块IC接成典型的单稳态电路，其暂态时间由R1、C3决定。VD、VS、C1、C2组成电容降压整流稳压电路，在接通220V交流电压时，C2两端可输出12V左右的直流电压，供
17、给时基电路IC用电。IC稳态时，其3脚输出低电平，双向晶闸管VS因无触发电压而处于关断态，台灯EL.不亮。当人手触碰电极片M时，人体感应的杂波信号经电阻R2注人IC时基电路IC翻转进入暂态，3脚突变为高电平，EL便发光。暂态时间一过，时基电路翻回稳态，的低电平触发端2脚，其信号负半周能触发经R3加到VS的控制极，使VS开通，台灯3脚恢复低电平，VS因失去触发电流当交流电过零时即关断，台灯熄灭。 时基电路IC的暂态时间即台灯EL的发光时间由电阻R1与电容C3的时间常数决定，即t=1.1R,C3o由于市售电解电容器的容量误差大多数为正误差，所以实际延迟时间要比上述计算值要大一些。本电路经实测，每触
18、摸一次，台灯发光时间为150s左右。 元器件选择IC采用NE555、SL555及A555等时基集成电路。 VS选用触发电流较小的小型塑封双向晶闸管,如MAC94A4型等。VD2选用12V、0.5W型等；VDl为1 N4004型硅整流二极管。 R3可用普通RTX一1/8W型碳膜电阻器。C3选用CDl l一16V型电解电容器。描述：本电路安装在家里的台灯上具有触摸自熄灭的功能，在过道或家里的卧室中，只要用手 摸下台灯上的金属装饰，台灯就会自动点亮，几分钟后，它自动熄灭，对夜间照明提供了方 便。一、电路工作原理电路原理如图所示。触摸式延时照明灯电路图在闭合SA 时，台灯点亮，不受延时控制电路的控制。
19、当断开SA 时，如果触摸到电极 片M 时，通过R2 将使得IC NE555 集成电路的2 脚的低电平触发端，3 脚翻转为高电平， 触发VS 导通，台灯被点亮。此时，C3 开始充电，当充电结束后，6 脚变为高电平，3 脚翻 转为低电平，VS 由于失去触发电流而处于截至状态，台灯熄灭。 220V 的交流电压经过C1、VD2、VD1、C2 后，使得C2 两端能输出12V 的直流电压， 供给集成电路IC。二、元器件选择IC集成电路选NE555；VS 选用触发电流较小的小型塑封的MAC9A4A 双向晶闸管；VD2 选用12V、0.5W 型2CW60 稳压二极管；VD1 选用IN4004 硅整流二极管；R2 选用RJ1/4W 型金属膜电阻器；R1、R3 选用RTX1/8W 碳膜型电阻器；C1 选用CBB/3 400V 型聚丙 烯电容器；C2、C3 选用CD1116V 型电解电容器。三、制作与调试方法本电路结构简单，只要焊接正确，元器件选用正确都能正常工作。通过调节R1、C3 可 以调节台灯发光的时间。
