模电课程设计---自动控制的窗帘电路

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1、1 1.设计要求： 设计一个能够对室内环境亮度进行检测指示和自动控制的窗帘电路。 该电路能够 检测到光线的强弱，同时根据光线的强弱，自动将窗帘打开和关闭。 1）要求电路能够通过感应装置，检测到光线的强弱。 2）要求电路根据光线的强弱，自动将窗帘打开和关闭。 3）要求电路能够在窗帘接触到边沿时，自动切断电源。 4）根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计过程。 2 设计分析及方案论证 2.1 设计分析 光控自动窗帘开闭电路的总体框图如图 2.1.1 所示。它是由光强监测电路、 光强信号处理电路、控制电路、电机开关电路、电源电路五部分组成。 图 2.1.1 简易自动窗帘开闭电路总体框

2、图 2.2 设计方案论证 （1） 方案一： 光强检测电路的功能是利用光敏电阻的特性， 即入射光强时， 电阻减小，入射光弱时电阻增大，在光敏电阻的阻值变化的同时影响与其并联的 支路电压，进而将光信号转换为电信号。光强信号处理电路的功能是将光强监测 电路输出的电信号输入 555 集成电路，继而得到一个电平信号，为控制电路作准 备。控制电路的功能是将得到的电平信号送至 BJT，由 BJT 的导通与截止控制继 电器开关的开断。 电机开关电路的功能是利用继电器开关的开断控制电机正反向 运行与停止，进而使窗帘运动或静止。电源电路的功能是为上述所有电路提供直 流电源。 方案二：光照检测电路检测光照的强弱，通

3、过放大器放大此信号，进而 光 强 监 测 电 路 光 强 信 号 处理电路 控制电路 电 机 开 关 电路 电源电路 2 控制开关的开闭状态，开关影响驱动电路中电动机的转动方向，从而实现窗 帘的自动关闭，电源电路的功能是为上述所有电路提供直流电源。 图 2.1.2 方案二设计框图 （2） 根据这两个设计方案的原理相互比较，此设计使用方案一。 3 系统硬件设计 3.1 主要单元电路设计 （1）光强监测电路和光强信号处理电路 如图 3.1.1 所示，光强监测电路实际上就是一个光敏电阻，即当光敏电阻 RD 接收到的入射光强时，电阻减小，入射光弱时，电阻增大，在光敏电阻的阻 值变化的同时影响与其并联的

4、支路电压，进而将光信号转换为电信号。 图 3.1.1 光强信号处理电路 光 照 检 测电路 比 较 放 大电路 三极管开 关电路 电 源 电 路 驱 动 电 路 3 图中所示光强信号处理电路是主要由 5G1555 定时器以及分压电阻和电容组 成的。光敏电阻阻值的改变要想被电路所识别，就要让其通过改变电位或者电流 来实现。本电路让光敏电阻与 W1、W2 串联之后再与 5G1555 定时器并联。W1、W2 在此起分压作用，并且根据光敏电阻阻值变化范围的不同可调节 W1、W2 与之相 适应。5G1555 定时器在此相当于施密特触发器，通过比较 W1 的滑动触头端的电 位与 5G1555 定时器“2/3VCC”与“1/3VCC”处电位的不同使之输出相应的高低 电平。然而在此不采用较为简单的运算放大器作为比较电路的原因:（1）555 定 时器本身具有被比较电位，即由 3 个相同阻值的电阻分压构成的“2/3VCC”电位 点与“1/3VCC”电位点。 （2）5G1555 定时器本身输出的高电平与它的电源输入 电压相等，这就为以后控制电路 BJT 的使用提供了方便。 （3）555 定时器应用广