1、光学课程设计光学课程设计 设计课题：设计课题：光控自动照明系统设计光控自动照明系统设计 学校： 学院： 专业： 学生姓名： 指导老师： 12 年 11 月 摘要摘要 本文主要展现了光控路灯原理图的设计过程。并用 Multisim v11.0 进行了仿真。通过把整个任务进行分块设计的方式，把设计分 成电源变换模块，开关控制模块，开关模块。分别介绍了各个模块的 原理以及相关调试。然后，把各个模块组装在一起进行了性能分析。 最后，组装真实电路，并展示成品。 关键词关键词：光控路灯 Multisim v11.0 仿真 Abstract This paper is the presentation of
2、 the circuit design of street lamps controlled by light.And the design is simulated using Multisim v11.0.The whole process is divided into three parts:the part for power shifter,the part for switch controller and the part for switch.Also ,the theoriy of each part has been discussed in detail in this
3、 paper.Then ,the three parts are assembled and tested together by the software.At last, assembly the real circuit, and show finished. Key words: street lamps controlled by light Multisim v11.0 simulation 1 概述概述 如今， 光电产业的结合已经是未来光机电一体化趋势的代表。 这一结合最与我们息息相 关的就是街道上光控路灯的使用。我们经常可以看到，每天傍晚，当天色较暗，路边的路灯 便自动点亮；每
4、到清晨，当太阳照亮整个街道时，一排路灯就自动熄灭。其实，实现这些功 能的并不是哪位辛勤的街道管理者，而是光电器件的杰作。其中，其主要作用的，就是光敏 电阻的使用。 本文所要做的，便是用软件模拟整个光控路灯的实现过程，仿真成功后制作真实电路。 仿真所用的软件是 Multisim v11.0。它是一款基于 Windows 操作环境下的电路设计工 具。利用 Multisim v11.0,能够实现绘制电路原理图并提供连续性的仿真信息。这样可 以极大地缩短系统开发的时间和成本。可以说，如今，基于电子计算机的 EDA（电 子设计自动化）已经成为广大电子开发人员的首选。 最后说明一下本文重点讨论的问题： 实
5、现光控路灯的原理图设计， 具体要求如下： 1）采用光敏电阻进行光控 2）在适当强光下，灯灭；弱光下，灯亮。 4）选择适当的光敏电阻器件作为光控电路的主元件； 5）设计合适的光控电路原理图； 6）利用 Multisim v11.0 软件模拟此电路，分析各参数。 7）按照仿真成功的原理图制作实验电路并进行调试。 2 设计思路设计思路 根据课题要求，我们可以将设计分成三个模块：电源变换模块，开关控制模块，开关模 块。 路灯一般使用交流市电作为供电电源。而我们电路中的各种控制电路则需要使用直流 电，所以，必须进行电源变换。常用的方法是整流滤波后进行稳压。 若要满足路灯在室外光强强时关闭，弱时开启，也就
6、是要一个回差控制。显然，要实现 这个功能需要使用具有回差特性的原件。 一般是用斯密特触发器或滞回比较器。 我们可以专 门用基本原件来设计斯密特触发器，但是目前已有专用的集成原件，如 555 定时器，使用这 些集成芯片不但方便，而且性能稳定。 最后，要实现对灯开关的控制，必须使用具有模拟开关特性的器件，如三极管，场效应 管等。这里，我们使用一种叫做双向晶闸管的器件，用它作为开关原件可以有更好的效果。 最后把三个部分连接起来，便构成了整个控制系统：它的工作方式可以定性的解释为： 当光照在光敏电阻上时，其阻值发生改变，从而其两端的电压也会相应变化，用这个电压去 控制光路控制模块，使之有不同的输出，这个输出又去控制开关进行相应的改变。而由于开 关控制模块在输入上升和下降是有不同的控制电压，故整个系统在正反向的控制光强也不 同。 （如下图） 下面，我们根据以上思路进行各部分的设计。 3 电路原理电路原理 3.1 电源变换模块的设计电源变换模块的设计 一 般 地 ， 电 源 变 换 采 用 整 流 滤 波 后 稳 压 的 方 法 。 具 体 电 路 如
