光电式电子蜡烛课程设计说明书Word格式文档下载.docx
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自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程
指导教师
学生姓名
课题名称
内
容
及
任
务
一、设计任务
设计一个光电式电子蜡烛;
实现火柴或打火机照亮下,发光二极管发光,采用吹气开关实现发光二极管停止发光,并关停音乐。
二、设计内容
1、电路设计方案比较;
2、电路参数分析计算和选择;
3、单元电路设计并进行分析;
4、实物制作;
5、系统调试(使用的仪器、测试数据表);
6、撰写设计报告。
拟
达
到
的
要
求
或
技
术
指
标
一、基本要求与指标
1、采用光敏管在使用火柴或打火机照亮下使发光管发光作为蜡烛;
2、通过时基集成电路、继电器和吹气开关实现对发光管的控制;
二、扩展要求与指标
发光的同时,实现播放音乐;
进
度
安
排
起止日期
工作内容
2016.6.10~6.15
下达任务书;
针对课题任务书,收集资料;
2016.6.16~6.18
针对课题任务,进行电路设计与仿真;
2016.6.19~6.20
进行电路制作与调试;
2016.6.21~6.22
进行说明书书写;
2016.6.23
实物答辩与说明书收集。
主
参
考
资
料
[1].王振宇,李香萍,沈燕.实验电子技术.
北京:
电子工业出版社,2004。
[2]胡宴如,耿苏燕。
模拟电子技术(第二版).北京:
高等教育出版社,2005.
[3]熊幸明,王新辉,曹才开.
电工电子技能训练.北京:
电子工业出版社,2004.
[4]金惠幼.
电子电路.北京:
人民邮电出版社.1986.
指导
教师
意见
签名:
年月日
教研室
电气与信息工程学院
自动化、电气工程及其自动化、通信工程、电子信息工程
直流稳压电源
设计一个直流稳压电源,当输入为有效值220V的交流电压时,能产生±
12V、±
9V、±
5V三组直流电压输出。
1、设计要求及技术指标
1、要求输入电压为有效值220V、50HZ的市电交流电压,电源输出电压为±
5V。
2、最大输出电流为Iomax=500mA,纹波电压△VOP-P≤5mV,稳压系数Sr≤5%。
1、能显示电源输出电压值,00.0-12.0V;
2、要求有短路过载保护。
[1]阎石.数学电子技术基础[M].第五版.北京:
高等教育出版社,2006.489~497
[2]康华光.电子技术基础模拟部分[M].第五版.北京:
高等教育出版社,2006.116~126;
485~516
[3]郭培源.电子电路及电子器件[M].北京:
高等教育出版社,2000.286~413
[4]谢自美.电子线路设计[M].武汉:
华中理工大学出版社,1994.149~226
[5]熊幸明,王新辉,曹才开.电工电子实训教程[M].北京:
清华大学出版社,2007.283~300
摘要
本次模电课程设计课题是光电式电子蜡烛,光电式电子蜡烛是一个模拟真实蜡烛的实验产品,传统蜡烛有各种缺陷,对大气造成污染且容易引起火灾,光电式电子蜡烛用电路来实现蜡烛的功能,利用火柴来点燃蜡烛,用嘴吹灭蜡烛,实现了无污染,无危害,而且随时可以开关,不会造成浪费。
设计的系统主要由传感器、放大电路、比较电路,驱动电路等模块组成,由光照光敏电阻仿真点蜡烛,风吹驻极体仿真吹蜡烛。
在软件设计上引入了状态机的思想,使程序结构清晰化。
电子蜡烛的工作原理,采用光敏管用火柴照亮下使发光管发光作为蜡烛,通过时基集成电路,继电器和吹气开关实现对发光管的控制,设计电路,选取元件并制作出器件,实现电子蜡烛功能。
关键词:
继电器;
吹气;
光敏电阻
1概述……………………………………………………………………………1
2设计方案的论证…………………………………………………………………2
2.1设计方案的比较…………………………………………………………2
2.2设计方案的选择…………………………………………………………2
3电路的设计………………………………………………………………………3
3.1总电路原理分析…………………………………………………………3
3.2元器件的选择……………………………………………………………3
3.3.4稳压电路的选择…………………………………………………9
4电路的制作与调试……………………………………………………………7
4.1电路原理图………………………………………………………………7
4.2电路仿真与调试…………………………………………………………8
4.2.1电路仿真…………………………………………………………8
4.2.2电路的调试………………………………………………………9
4.3直流稳压电源的调试……………………………………………………10
5设计总结与体会………………………………………………………………11
参考文献……………………………………………………………………………12致谢…………………………………………………………………………………13
附录一元件清单……………………………………………………………………14
附录二电路原理图…………………………………………………………………16
附录三电路PCB图…………………………………………………………………17
附录四实物图………………………………………………………………………18
1概述
原始时代的火把是蜡烛的起源。
那时候原始人把脂肪或者蜡一类的东西涂在树皮或木片上,捆扎在一起,做成了照明用的火把。
公元前3世纪左右出现的蜜蜡就是我们今天所见的蜡烛的雏形。
1820年,法国人强巴歇列发明了三根棉线编成的烛心,使烛心燃烧时自然松开,末端正好翘到火焰外侧,因而可以完全燃烧。
但蜡烛还有待进一步完善,它的材料一般是有许多缺点的动物油脂,解决这一难题的是舍未勒尔等人。
1809年6月至7月间,法国科家舍夫勒收到一家纺织厂的来信,请他分析、确定他们寄来的一个软皂样品的成份。
在仪器设备非常简单、朴素的学校实验,他研究了皂化过程中需要使用的各种油脂。
经过大量实验,他第一次发现了这样的事实:
在一切油脂中,不论其来源如何,脂肪酸的含量均占95%,其余的5%则是皂化过程中生成的甘油。
通过研究他搞清了皂化过程的本质,同时他还有一项重大的发现:
当时用油脂做成的蜡烛,由于里面有甘油,燃烧时火焰带烟,气味难闻。
若改用硬脂酸做成蜡烛,燃烧时不仅火焰明亮,而且几乎没有黑烟,不污染空气。
舍夫勒尔把他的发现告诉盖一吕萨克,并建议两人共同研究如何具体解决这个问题。
他们用强碱把油脂皂化,再把得到的肥皂用盐酸分解,担取出硬脂酸。
这是一种白色物质,手摸着有油腻感,用它制成的蜡烛质地很软,价钱更加便宜。
1825年,舍夫勒尔用硬脂酸制成石蜡硬脂蜡烛,在人类照明史上开了一个新纪元。
现在,各种材料的工艺蜡烛已经成为销售的主流,透明的果冻蜡,各种颜色、各种形状、各种功能的艺术蜡烛更是层出不穷,相信以后随着各种技术的不断提高和各种蜡烛原材料的普及使用,艺术蜡烛定会发展到一个相当高的阶段。
到那时,蜡烛不再仅仅是简单的照明,而是融合了浪漫、艺术、养生、欣赏、照明、宗教等等各种功能走入我们平常的生活之中。
2设计方案的论证
2.1设计方案的比较
(1)音乐存储设计方案
按任务要求,一次生日快乐歌和鼓掌声的执行时间需要约20秒;
语音芯片有20秒语音录放电路;
此外,有模拟处理存储方式,使录放音质保真性较高,抑制背景噪音能力强,且断电后语音内容不丢失。
(2)仿真点亮的方案选取
方案一:
传感器采用光敏电阻。
该方式采用非接触式仿真,通过光线的亮暗控制仿真蜡烛与语音芯片。
该方式优点是触发点亮动作较简单;
缺点为光线太亮会触发动作,即点亮蜡烛。
方案二:
传感器采用热敏电阻。
利用热敏电阻的阻值随温度变化的原理,可采用热敏电阻仿真点蜡烛的过程。
其优点为仿真点蜡烛的动作逼真,信号检测稳定;
缺点是火焰直接接触传感器,传感器易于损毁。
经过方案比较,权衡其优缺点,采用光敏电阻通过照亮的方式仿真蜡烛点亮。
2.2设计方案的选择
仿真吹熄的方案选取
方案一:
传感器采用驻极体MIC,信号放大电路采用三极管或场效应管,该方式的优点是原理清晰,结构简单;
缺点是构成比较电路需要的元器件较多,故其成本较高,且三极管的稳定性不好,其性能会随温度的变化而发生改变;
方案二:
传感器采用驻极体MIC,信号放大电路采用运算放大器,由运放构成比较电路比较简单,该方式的优点是稳定性好,多运放的集成电路中多余的运放可应用于其它的用途,因此,在电路系统设计中可降低成本;
其不足之处在于不能够改变内部电路,设计不够灵活。
经过方案比较,采用对驻极体吹气仿真蜡烛吹熄,放大电路采用三极管的设计。
3电路的设计
3.1总电路原理分析
整个电路由直流稳压电源的+5V插口供电,接通电源后,用打火机向光敏电阻光照,其电阻会减少,使发光二极管发光,即点亮蜡烛。
当要熄灭蜡烛时,向MIC吹气,使得放大器的电压增加。
发光二极管熄灭,即实现了灯的关闭。
照明电路也就是电路中的蜡烛由1个发光二极管构成并带有1个10kΩ的电阻保护发光二极。
在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。
3.2元器件的选择
1、光敏电阻
光敏电阻是采用半导体材料制作,利用内光电效应工作的光电元件。
它在光线的作用下其阻值往往变小,这种现象称为光导效应,因此,光敏电阻又称光导管。
它的工作原理是:
用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。
通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极,然后接出引线,封装在具
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