简易窗帘自动开关电路课程设计

内容概述………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ...... 1第2章主机电路及其原理.................................. 2第1节光传感器电路.... .................................................... 2第2节信号放大电路……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………3 ................................................... ......................................................第5节电源电路............................................... ....... 9第三章简单的窗帘开合电路总电路图............................... ................................................... ................................................... .......... 12巴斯设备的基本知识…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………….16 ................................................... ................ 17技术要求: 可以检测通过感应装置发出的光的强度，并根据光的强度自动打开和关闭窗帘. 当窗帘碰到边缘时，自动切断电源以设计电路.

该电路选择硅光电管2CR21作为光感测电路. 硅光电电池可以根据光强度产生相应的强电信号和弱电信号. 由于信号非常弱，因此该电路使用由双晶体管组成的放大电路来获得合适的电信号，并通过反馈电阻和滤波电容器获得稳定的输出电压. 感应电路产生的电压输入是由两个NE555组成的单稳态电路. 由于单稳态电路的特性，当输入端子输入高电平和低电平时，输出端子将产生相应的低电平和高电平. 该电平可用于确定两个. 连接到电源的晶体管T1和T2导通和截止，并且晶体管的导通和截止将最终确定电路中小型电动机的正向和反向旋转. 将小电机连接到窗帘上可以实现窗帘的自动打开和关闭. 电路的自动断电通过单稳态电路的延迟特性完成. 通过设置相关的电容和电阻参数，可以确定单稳态电路输出的高电平时间，即小型电动机的旋转时间，从而自动切断电源. 第1章系统组成的方框图第1章系统组成的方框图下图显示了简易窗帘自动开关电路的整体方框图. 它由光感应电路，信号放大电路，窗帘开合电路，自动断电电路和电源电路这5部分组成. 图图1.1简单的窗帘自动开合电路的整体框图光传感器电路的功能是使用硅光电电池产生与照相相机相对应的电流，从而实现对光的检测.

信号放大电路使用由两个晶体管组成的二级放大电路将非常弱的电信号放大为适当大小的电信号. 窗帘开关电路的功能是利用单稳态电路和晶体管的特性来控制电动机的正反转，从而实现窗帘的自动开合. 自动断电电路的功能是利用单稳态电路的延迟特性来实现电路的自动断电. 电源电路的功能是为电路的每个部分提供直流电. 第二章主机电路和原理第一节感光电路感光电路信号放大电路窗帘开关电路自动断电电路电源电路该电路中的感光电路实际上是硅光电管2CR21，其原理是通过硅光学PN结的光伏效应，它具有根据光信号的强度生成相应的电信号的特性，这被称为光敏器件. 硅光伏电池的输出特性分为恒定电流区域和恒定电压区域. 遥控窗帘电路的设计，即，其短路电流与光强度成正比，其开路电压与光强度成指数关系. 由于其电流和光强度是线性的，因此通常使用短路电流. 接收光信号的方式. 22nFC522nFC6300KR94KR10T3T44KR114KR12 + 12V2CR21Vi图2.1.1光敏电路图第2节信号放大电路由于硅光电管2CR21输出非常弱的信号，为了使后续电路能够处理光强度信号，必须添加信号放大电路

图2.1.1右侧是信号放大器电路. 该电路由电阻器R9 R10 R11 R12，晶体管T3，T4和电容器C5 C6组成. 该电路使用由双晶体管组成的放大电路，因此与单管放大电路相比，电路放大倍数可以增加β倍. ，这样您就可以获得一个更合适的信号. R10和R11是放大器电路的集电极偏置电阻，C5和C6是放大器电路的滤波电容器. R9是放大电路的反馈电阻. 其功能是确保放大器电路具有稳定的静态工作点和稳定的输出电压. 第三节窗帘开关电路窗帘开关电路主要由NE555构成的单稳态电路组成. 555定时器的功能表如下图所示: 输入和输出阈值输入触发输入复位（R）输出（Vo）放电管T××0 0导通<2 / 3Vc <1 / 3Vc 1 1截止> 2 / 3Vc> 1 / 3Vc 1 0传导<2 / 3Vc> 1 / 3Vc 1不变图2.3.1 555从其功能表中可以知道定时器功能表. 由555定时器组成的单稳态电路的输出电压将随触发输入端子的输入电压而变化: 当输入电压为高时，输出为低；当输入电压为低时，输出为高.

此电路根据单稳态触发器的特性控制电路. 该电路中电路的上电和截止由一个NPN型和一个PNP型晶体管完成，两个单稳态电路的输出电压输出到两个晶体管的基极，并根据基极电压与集电极电压和发射极电压之间的关系不同，晶体管也会做出相应的导通或截止变化，这最终决定了电路的导通或截止2N3901CBE图2.3.2 NPN型晶体管的工作状态截止放大饱和条件Ib≈01. 0 ＜Ib ＜Ics /βIb＞ Ics /β偏置发射极结和集电极结均为反向偏置的发射极结正偏置集电极结为反向偏置发射极结和集电极为正偏置集电极电极电流Ic ≈0Ic≈βIbIc = Vc / Rc管压降Vceo≈VccVce = Vcc-IcRcVces≈0.2CE之间的等效内阻非常大，相当于e的关闭非常小，相当于开关的闭合图. 图2.3.3 NPN型BJT的工作状态表窗帘自动开合电路由两部分组成，一部分是窗帘在光线充足时自动打开电路. 变暗，如图2.3.5所示. 另一部分是自动关闭电路，如图2.3.6所示.

自动开幕电路的工作原理是: 光线昏暗时，硅光伏电池产生的电信号微弱，两级放大电路产生的电压仍然很小，因此输出在该时间水平，电压Vi可被视为低功率. 根据单稳态电路的特性: 当输入为低电平时，NE555的输出端子Q将在一段时间内输出高电平. 此高电平可使图2.3.5中的晶体管T1导通一段时间. 当晶体管导通时，将+ 12V电源电压施加到小型电动机上，该电动机可以向前导通一段时间以达到打开窗帘. 硅光伏电池产生的低电平不会影响2.3.6自动闭路，因为硅光伏电池产生的低电平会在比较器之后输入U2. 比较器的功能如下图所示: 326 + 12v -12VViVrVi1图2.3.4 LM107比较器当输入电压Vi> Vr时，Vi1 = -12V为低电平. 当输入电压Vi

工作原理是: 当光线很强时，硅光伏电池会产生强电信号. 在通过两级放大器电路放大之后，可以输出较高的电压Vi，该电压是高电平. 根据单稳态电路的特性，当U1的输入端为高电平，输出端Q为低电平，且晶体管T1截止时，+ 12V电源不工作. 此时，U2的输入端的高电平Vi通过比较器，输出Vi1变为低电平. 由于单稳态电路的特性，U2的输出端Q为高电平. 在此高电平的作用下，T2接通，并且在-12V的电源电压下，电动机反转，从而关闭了窗帘. T21KR5-12VTHR6TRIG2R4Q3CVolt5V cc8G N D1DIS7 + 12V1KR60.01uFC3470uF10KR8R73267 4 + 12V-12VVrViMU2图2.3.6自动窗帘关闭电路第4节自动断电电路该电路的自动断电主要基于单声道的延迟特性. 由NE555构成的单稳态触发器的工作波形如下图: 图2.4.1单稳态电路的输入输出波形图从其输入和输出波形中，我们可以知道: 当输入低电平脉冲时到输入端子，输出端子可以输出高电平脉冲. 也就是说，晶体管导通的时间，即小型电动机的旋转时间，其高电平脉冲宽度t = RCln3 = 1.1RC. 该单稳态电路产生的脉冲宽度可以从几微秒到几分钟，并具有较高的精度，可以达到0.1％. 窗口完全打开或关闭所需的时间可以根据窗口的高度和电机的速度来计算，然后可以根据公式t = RCln3 = 1.1RC设置相应的电容和电阻参数. 您可以设置电动机的旋转时间，以便当窗帘碰到窗户边缘时，电路会自动切断电源.

第5节电源电路电源电路的设计可以通过两种方式实现: 第一种方法是使用电池电源. 第二种方法是使用图2.5.1所示的电路. 直接从交流电网供电. 通过变压器电路，整流器电路，滤波电路和稳压电路，将电网中的220V交流电转换为Vi Vot t成为12V直流电压. 电路中的变压器采用常规的铁芯变压器. 由于电路中使用了+ 12V和-12V双电源，因此需要在变压器中间添加抽头. 整流电路采用二极管桥式整流电路. C1-C8完成过滤功能. 由于该电路使用+ 12V和-12V双电源，因此稳压器电路使用两个三端稳压器集成电路来分别实现+ 12V和-12V电压的输出. 电路图如下所示: DC20.1uF0.1uFC1470uF347uFV13GÑD2 + 12V1MC78L12CP U112 43T-12V3GÑD2V11MC78L12CP U2C50.1uFC6470uFC70.1uFC847uF + 12-12V + 12V2CR21ViDC20.1uF0.1uFC1470uF347uFV13GND2 + 12V1MC78L12CP U112 43T-12V3GND2V11MC78L12CP U2C50.1uFC6470uFC70.1uFC847uF + 12 -12V THR6TRIG2R4Q3CVolt5V c c8G N D1DIS710KR11KR3470uFC10.01uFC2R2NE555T1 + 12VM1KR4 + 12VT21KR5-12VTHR6TRIG2R4Q3CVolt5V c c8G N D1DIS7 + 12V1KR60.01电路自动设计，浙江大学出版社. 遥控窗帘电路的设计，2001年6月. 2.姚复安，《电子电路设计与实践》，山东科学技术出版社，2001年10月. 3.袁光明，电子设备应用手册，西南交通大学出版社，1993年. 康华光，电子技术基础. ，高等教育出版社，2003年. 李银华，《电子电路设计指导》，北京航空航天大学出版社，2005年. 6.赵卫军，Protel2004课程，人民邮电出版社，2006年7月. 毕满清，电子技术实验与课程设计，北京电子工业出版社，2007年附录1图中相关的电子元件-电阻器-电阻器，英文名称电阻，通常缩写为R，是使用最广泛的电子元件之一.

电阻具有问题的基本性质，并且与导体的尺寸和温度有关. 欧姆定律的表达式为: I = U /R. 电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母Ω表示. 表示电阻值的常用单位是千欧和兆欧. （1）电阻器的类型电阻器的类型很多，通常分为三类: 固定电阻，可变电阻和特殊电阻. 在电子产品中，固定电阻使用最广泛. 固定电阻有很多类型. 但是，常用的常见电阻是RT型碳膜电阻器，RJ型金属电阻器和RX型绕线电阻器以及近年来广泛使用的片式电阻器. 型号名称非常普通，R代表电阻，T代表碳膜，J代表金属，X代表绕线，并且是拼音的第一个字母. 电阻值也有功率. 常见的是1 / 8W“色环碳膜电阻器”，它是电子产品和电子产品中使用最多的. 但是，在某些微型产品中，使用的是1 / 16W电阻，它很小. 还有一个微型芯片电阻器，它是芯片组件系列的成员. （2）电阻的标称值电阻的电阻应符合表1.1所列的值. 公差％系列代码标称系列值±20 E6 10 15 22 33 47 68±10 E12 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82±5 E24 10 11 12 13 15 16 18 20 22 24 27 30 33 39 43 47 51 56 62 68 75 82 91附表2.1电阻值的标称值系列两个晶体管半导体晶体管也称为晶体晶体管. 可以说它是电子电路中最重要的设备.

其主要功能是电流放大和开关. 晶体管有两种: 一种是NPN型晶体管，另一种是PNP型晶体管. 晶体管的类型很多，不同的型号具有不同的用途. （1）主要参数（1）电流放大系数: 该系数有两个放大系数: 直流电流放大系数和交流电流放大系数. （2）极间反向电流: 反向电流具有集电极基极反向截止电流Icbo，集电极-发射极反向截止电流Iceo. （3）极限参数: 该参数具有集电极-发射极反向击穿电压BUceo；集电极基极反向击穿电压BUcbo；发射极-基极反向击穿电压BUebo；集电极最大允许电流Icm，集电极最大允许功率Pcm. （2）常用晶体管的相关参数表电子设计中常用的晶体管为90××系列，包括低频小功率管9013（NPN），9012（PNP）低噪声管9014（NPN），高频小功率电子管9018（NPN）有很多类型的晶体管. 常用晶体管的主要参数如下表所示: 晶体管型号背压Vbeo / V电流Icm功率Pcm / W特征频率f / MHz管型9011 50 0.030 0.4-NPN 9012 50 0.5 0.6-PNP 9013 50 0.5 0.6 -NPN 9014 50 0.1 0.4 150 NPN 9015 50 0.1 0.4 150 PNP 9018 30 0.05 0.4 1000 NPN TIP147 100 10 125-PNP TIP142 100 10 125-NPN TIP127 100 8 65-PNP TIP122 100 8 65-NPN TIP102 100 8 125-NPN附录表2.2一些常用的晶体管参数（3）晶体管的选择晶体管的选择应遵循以下几点: （1）根据不同的电路要求，选择不同类型的晶体管. （2）根据电路要求合理选择三极管的技术参数. （3）根据整机尺寸合理选择晶体管的形状和封装.

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