光控自动路灯设计(5页).doc
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1、-光控自动路灯设计一、设计的任务与要求 利用光照的强度作为路灯的起控点,实现光线较亮时,自动关闭,晚上光线较暗时,自动开启路灯的控制。 了解常用路灯控制的各种方法,及各自的优缺点,通过相互的比较,确定设计方案,并对所用传感器进行选型,同时加以电路的设计与分析,完成设计任务。 二、设计分析 利用光照强度为传感器,目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻,利用其光线较强时,电阻值较低,而光线较暗时则电阻较大的特点,利用电桥,可将光线信号转换成电信号,再通过电压比较器等方式,可以有效地完成控制需要。 这类设计中,只要能将光线信号取出,整个设计也便完成了大半,至于控制部分的设计,可采用继电器输出,这样就
2、算驱动较大的路灯负载,只需要再加接触器便可完成。在本系统的设计中,如何提高系统 光线临界状态的稳定性,是设计的难点所在,由于光敏电阻的电阻值变化是连续的,因此,在靠近临界点时,容易赞成不稳定,在设计中若能用运放电路来完成处理,则可将运放接成电压比较器的方式,这样可以完成较为精确的起控;若采用分立元件来处理,可以采用稳压管来稳定工作点,只地当分压大于稳压管的击穿电压时,电路才能起控。 三、设计内容 1、光敏电阻又称光导管,常用的制作材料为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下,其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作
3、用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器;入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换(将光的变化转换为电的变化)。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器,它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线(可见光)的强弱变化而变化,在黑暗条件下,它的阻值(暗阻)可达110M欧,在强光条件(100LX)下,它阻值(亮阻)仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性(即光谱特性)与人眼对可见光(0.40.76)m的响应很接近,只要人眼可感
4、受的光,都会引起它的阻值变化。设计光控电路时,都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源,使设计大为简化。 2、光敏电阻器都制成薄片结构,以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时,半导体片(光敏层)内就激发出电子空穴对,参与导电,使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度,光敏电阻的电极常采用梳状图案,它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。光敏电阻的主要参数是: (1)光电流、亮电阻。光敏电阻器在一定的外加电压下,当有光照射时,流过的电流称为光电流,外加电压与光电流之比称为亮电阻,常用“100LX”表示。 (2)暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下,当没有光照射的时候,流过
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