专业课程设计自动窗帘的设计.doc

简易窗帘自动闭合电路
摘要
窗帘自动开闭电路设计涉及信号获取及转换为电信号，运用电信号实现控制，以及各种控制状态自动转换。
通过张光敏电阻转换为电信号，继而运用555构成单稳态触发器依照不同状况输出高低电平，运用高低电平控制三极管导通与否实现继电器开关开断，在限位开关控制下实现电机正反转和停转。

核心词：光敏电阻 555触发器 继电器 电机

目录
第一章 简易自动窗帘功能规定
第二章 自动开闭窗帘基本构成和工作原理
第一节 系统构成框图
第二节 重要单元电路设计
1、光强检测电路和光强信号解决电路
2、电动机控制电路
3、电机开关电路
4、电源电路
第三节 电路原理图
第三章原器件清单
第四章 设计体会
第五章 重要参照资料

第一章 简易自动开闭窗帘功能规定

功能：设计一种简易窗帘自动开闭电路，使之可以检测到光线强弱，同步依照光线强弱，自动将窗帘打开和关闭。
规定：
1 规定电路可以通过感应装置，检测到光线强弱。
2 规定电路依照光线强弱，自动将窗帘打开和关闭。
3 规定电路可以在床帘接触到边沿时，自动切断电源。

第二章 自动开闭窗帘基本构成和工作原理

第一节 系统构成框图
简易窗帘自动闭合电路总体框图如下，由光强检测电路，光强信号解决电路，电动机控制电路，电源电路四某些构成。
电动机控制电路
光强信号解决电路
光强检测电路

电源电路

光强检测电路功能是运用光敏电阻特性，入射光强时，电阻减小，入射光若是电阻增大，光敏电阻阻值大小同步影响与其并联之路电压，进而将光信号转换成电信号。光信号解决电路功能是将光强检测电路信号通过555构成单稳态触发器得到一种电平信号，为控制电路做准备。电动机控制电路接受到上个电路信号，控制三极管导通与否，有三极管导通与否控制电动机正反转，当电动机驱动窗帘到达窗户边沿时，通过接触开关闭合与断开实现电动机运动与停止。电源电路是为上述所有电路提供直流电源。
第二节 重要单元电路设计

（1） 光强检测电路和光强信号解决电路
如图所示，光强监测电路事实上就是一种光敏电阻，当光敏电阻接受到强光时，电阻减小，接受到弱光时电阻增大，在光敏电阻阻值变化同步影响与其并联之路电压，进而将光信号转换成电信号。
图中所示光强解决电路重要是由555定期器及分压电阻和电容构成，光敏电阻阻值变化影响到所串联两个电阻电压，可使输入555信号发生变化，555此时在此构成是单稳态触发器，现将单稳态触发器工作原理作如下解释：
设输入信号ｖｉ为一列脉冲串，第一种负脉冲触发２端后，输出ｖｏ变为高电平，电容Ｃ开始充电，如果 ，由于ｖＣ未达到２ＶＣＣ／３，ｖｏ将始终保持为高电平，Ｔ截止。这段时间内，输入负脉冲不起作用。当ｖＣ达到２ＶＣＣ／３时，输出ｖｏ不久变为低电平，下一种负脉冲来到，输出又上跳为高电平，电容Ｃ又开始充电，如此周而复始。输出脉冲延迟时间为：
输出脉冲周期为
分频系数Ｎ重要由延迟时间ｔｐ决定，由于ＲＣ时间常数可以获得很大，故可获得很大分频系数

（2） 电动机控制电路
如图所示，本电路重要由一种pnp管，两个npn管，二极管，电阻与继电器构成。Vi是555定期器输出端，vcc是电源电路，提供大概6.8v。下面解释其工作原理：

此电路实现重要功能是通过vi电平不同对于三个三极管状态影响，继而使得继电器线圈得电或者失电继而影响开关闭合和断开。白天时，vi是低电平，约为0v则BG1B1为0v。约为6v，经继电器线圈接地约为0v，则处在截止状态，此时约为6v，呈现饱和状态，在此状况下将处在放大状态，即发射结正偏集电极反偏，由此将被钳制在0.7v，此时截止，导通，继电器1失电继电器2得电，D1在此作用是保证可靠截止。
当晚上时vi为高电平，由于555特性，vi约为6v。因BG1B1经二极管恒压降后约为5.3v。这时BG1发射结正偏集电极反偏，BG1导通。BG2B2约为6v，E2约为6v，此时BG2处在截止状态，由此BG3也处在截止状态。此时BG1导通，BG2和BG3截止，继电器1得电，继电器2失电。
继电器线圈在通电时储存能量，当继电器突然断电时，线圈两端会产生一种很大电压，若是没有二极管构成回路，线圈会有烧坏也许，当加上一种二极管实现全构成一种回路，使线圈实现放电。普通称这样二极管为续流二极管
由此，控制电路可以实现天亮时接通继电器二断开继电器一，天黑时接通继电器一断开继电器二。为继电器开关电路控制电机做准备。
（3） 电机开关电路

此电路运用限位开关和继电器开关开段来完毕电机正反转。限位开关又叫行程开关可以安装在静止物体上或是运动物体上。当有物体接近时，开关连轴驱动开关节点引起节点闭合与断开。开关状态变化着电机正反转。
当白天时，继电器1不工作继电器2工作，这样J2-1，J2-2吸合J1-1J1-2断开，电机两端电压处在正方向，电机开始正传，此时限位开关bc处在闭合状态当窗帘到达边沿时，bc断开电源被切断，则电机停转。
夜晚时，继电器1工作继电器2不工作，这样J1-1J1-2吸合J2-1，J2-2断开，电机两端电压处在反方向，电机开始反传，此时限位开关ab处在闭合状态当窗帘到达边沿时，a b断开电源被切断，则电机停转。

（4） 电源电路

第三节 电路原理图
简易窗帘自动开闭电路总电路如图。该电路由光强检测电路，光强信号解决电路，电由光强检测电路，光强信号解决电路，电动机控制电路，电源电路四某些构成。动机控制电路，电源电路四某些构成。

第三章 元器件清单
简易窗帘自动开闭电路中所使用电子器件如下表

BG1,BG2(3DG12)重要参数为
PCM=700mW，ICM=300mA，VCE（sat）≤0.6V，hfe≥30，fT≥150MHz，放大器功率增益AP≥6dB。
BG4(3DG12B)

， 采用通用型 （Uni）封装方式。
生产厂家:中华人民共和国大陆半导体公司
制作材料:Si-NPN
性质:通用型 （Uni）
封装形式:通用型 （Uni）
极限工作电压:45V
最大电流容许值:0.3A
最大工作频率:200MHZ
引脚数:4
可代换型号:
最大耗散功率:0.7W

PNP型硅平面高频小功率三极管 3CG14
电参数
极限参数
直流参数
交流参数
外形
PCM
mW
ICM
mA
BVCBO
V
BVCEO
V
BVEBO
V
ICBO
µA
ICEO
µA
IEBO
µA
VBES
V
VCES
V
hFE
fT
MHz
Cob
PF
测试条件

IC=
100µA
IE=
100µA
VCB=
-10V
VCE=
-10V

IC=10mA
IB=1mA
VCE=-10V
IC=5mA
VCE=-10V
IC=5mA
f=30MHz
VCB=-10V
f=25MHz
型号
3CG14A
3CG14B
3CG14C
3CG14D
3CG14E
3CG14F
3CG14G
100
30

15
25
15
25
15
25
40
4
0.1
0.5

1
0.5
100
100
200
200
250
250
200
100
10
B-4

第四章 设计体会
这是我初次课程设计，刚据说要做东西时我是茫然。不懂得如何入手，但听了教师引导，有了大体思路，而后着手做课程设计时更是郁闷，但当东西弄出来时，觉得很有成就感，设计与搜索过程焦急与不快都觉得值得。
这次课程设计我氛围四个模块，针对每个模块我均有收集几种不同方案。通过比较我可以看到不同知识可以实现到同样功能。由此体现了设计灵活性，知识运用成熟度决定了你设计多样性。在比较过程中，我加深了对知识理解度，看到课本上散乱知识点是如何集合到一块来为生活服务。同步在搜索过程，提高了我信息检索能力，网上东西诸多，找到最适合自己是困难，在此过程中我这个方面能力有所提高。再者，这次课程设计为咱们提供了一次练兵机会，学过软件，没学过都在这次设计中出来了，平时积累在此时就体现出来了，在互相交流过程中，咱们互相讨论互相协助，共同进步。
下面简介下我在本次设计中思路，一方面是电源电路，模电课本上有诸各种方案，单相桥整流电路，倍压整流电路以及资料上其她整流电路，最后我选取了一种最惯用电路，稳定性好价格适中。信号采集是采用分压法 ，也是最适合方尺。而后采用555构成了单稳态触发器，产生不同信号用以控制背面继电器工作状态，控制电机正反转，我遇到了问题，有一种方案较好，就是有个缺陷，我采用一种二极管限流后效果仍是不抱负。最后我听从了教师建议，换此外一种控制方尺，最后我选取了继电器这个器件，这种控制方尺没有其她几种同窗控制办法好，但我喜欢自己这种办法，由于我学会了如何运用了继电器。电机停止我最初想法是用定期器，但没有找到适当办法，如果时间容许，我会设计出来，但是这样代价高，由于用一种接触开关就行了简短而实惠。这就是我在本次课程设计思路和遇到困难，最后我把一种完整方案做成时还是收获匪浅。
参照文献
1 何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社。
2、姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，10月。
3、王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月。
4、李银华，电子线路设计指引，北京航空航天大学出版社，6月。
5、康华光，电子技术基本，高教出版社。