路灯控制器的设计

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1、路灯控制器的设计摘要：该路灯控制器采用高强度发光二极管LED作为照明光源，利用光敏电阻的特性，通过控制电路的控制作用，实现当夜晚或光线较暗时，有声音信号传入时LED发光，并利用电容的有关性质，能实现延时功能。关键词：晶闸管LED单稳态触发器路灯控制1引言科学技术是第一生产力，现代科学技术的发展带动了我国照明技术的发展，路灯经历了一个从无到有，从简单到复杂，从低级到高级的发展阶段。尤其是我国在太阳能的研究方面取得了较大的飞跃，这更为路灯的发展提供了条件，同时也节省了电力资源。近年来，高强度发光二极管(LED)普遍被应用于电路中，很好的改善了路灯的发光强度和亮度，延长了路灯的使用寿命。作为现代的

2、大学生，我们有必要了解路灯的基本知识，了解路灯的基本控制原理。为此，本学期我们开了电子课程设计这门实习课。在这次实习中，我选的就是路灯控制器的设计。下面我就将我设计的电路就其电路组成、工作原理等作以简要介绍。本制作采用数字集成电路及少数外围元器件,综合了声光和延时控制的照明灯,在白天或光线较强的场合,该灯始终处于关闭状态,即使有较大的声响,灯泡(发光二极管LED)也不亮.在晚上或光线较弱时则闻声灯亮(如脚步声、说话声)。经过大约30s延时(时间可设定)后自动熄灭。这样既方便又省电，同时也延长了灯泡(发光二极管LED)的使用寿命，特别适用于楼梯、卫生间、过道等公共场所使用。2总体设计方案由家用

3、照明电源提供电源，经过调压整流电路提供标准工作电压。通过光敏电阻的特性来决定与非门控制电路的输出，从而控制晶闸管的导通与截止。白天，光敏电阻阻值较小，导致晶闸管处于截止状态，即使有外界声音信号传入，LED也不亮；夜晚，光敏电阻阻值很大，晶闸管处于导通状态，当有外界声音信号输入时，LED亮，并通过电容C4可以实现延时功能，调节C4的大小，可以改变延时时间的长短。2.1设计思路该电路由家用照明电源(AC220V)进行供电，经过半波整流降压滤波电路，提供电路工作电压5V。该电路采用了四输入与非门CD4011芯片来控制电路，通过控制晶闸管的导通于截止，来控制LED的亮灭。其实，晶闸管就相当于LED的

4、开关。当晶闸管导通时，相当于开关处于闭合状态；当晶闸管截止时，相当于开关的断开状态。其中，与非门的工作状态又和光敏电阻有关。白天，光线较强，光敏电阻阻值较小(约为1KΩ),使与非门处于非工作状态，即使MIC采集到声音信号，也不能改变器工作状态，故LED不会发光；晚上，光线较暗，光敏电阻阻值很大(约为1MΩ)6，使与非门处于工作状态，当有声音信号传入时，晶闸管导通，LED发光。再发光的过程中，电容C4通过四输入与非门(如工作原理图所示)进行充电；当声信号停止传入时，C4放电，使路灯具有延时的功能。2.2总体设计框图该控制电路的总体设计框图如图1所示工作电源控制电路光控电路声控电路延时电路图1总

5、体设计框图3设计组成及原理分析控制电路有四输入与非门控制，通过光敏电阻的特性及外界信号的输入来控制LED的亮灭。具体工作原理及分析如下：3.1控制电路所用元器件及部分电路简介声光控制照明灯是以CD4011数字集成电路为核心，由22个元件组成，具体电路如图所示。(1)VD1～VD4组成桥式整流电路，通过晶闸管(可控硅)VT、负载(高亮度二极管)构成通路。(2)VD5、R1、C1组成半波整流降压电路，为控制电路提供工作电压(5V)。(3)晶闸管(可控硅)VT作为灯D的开关。它的特性是，当阳极和阴极之间加上正极性电压时，阳极、阴极还不能导通。只有当门极再加上一个正向触发信号时，阳极、阴极才能进入深

6、饱和导通状态。而阳极、阴极两电极一旦导通后，即使去掉门极上的正向触发信号，阳极、阴极之间仍保持通态，只有使阳极、阴极之间的正向电压足够小(小到维持电流一下)或在两者间施以反向电压时，才能使其恢复截止状态。(4)集成电路(CD4011)为四二输入与非门(其引脚排列如图2所示)。其内部分为四个与非门，每个与非门有两个输入端和一个输出端。对于每个与非门，当输入信号全为高电平时输出则为低电平，如果其中有一个输入或输入全为零时输出为高电平。6图2CD4011引脚排列图(5)RG为光敏电阻器，其阻值随光线强弱变化，白天或光线较强时，光敏电阻阻值较小(在1KΩ左右)；晚上或光线较暗时，光敏电阻器阻值较大(

7、在1MΩ左右)。(6)MIC接收器。该器件为电容式驻极体话筒。其作用是将接收到的声音信号转化为电信号，在静态（稳态）时，MIC呈现电容性(700～1000pF容量)。(7）LED大功率白色高亮度发光二极管型号：HW220-G正常工作电压：3.0-4.2V最大反向电压：5V正向电流：250mA反向电流：10μA亮度：20000-25000角度：60-80应用范围：背光源、大屏幕显示、交通信号灯和灯饰照明等。(8