模电课程设计——光控报警器

电子技术课程设计光控报警电路系、部：机电工程学院学生姓名：吴盼盼朱峰学号：04141101180414110126指导教师：闫栋梁侯桂成专业：电子信息工程班级：电子1101班完成时间：2013年7月4日1光控报警电路摘要为培养运用基本知识进行简单电路设计的能力，扎实基础理论，我们现在初次进行模电课程设计。我所设计的是光控报警电路。设计的这个装置，平时会放在暗处灯光线暗的地方，当小偷打开你的抽屉＼书柜＼文件柜等或夜间有光亮照射你的暗锁等装置时，光控报警器会发出“嘟……”的报警声，定能使歹徒魂飞魄散。具有一定的实用性。设计这个电路的时候，我根据从稳定性＼可靠性＼实用性＼经济性选择电子线路和电子器件，找到适合的功能电路。我采用了ＮＥ５５５时基集成电路和ＭＧ４５型光敏电阻器和其它一些其他的元件来焊接了这个光控报警器的电路，从而实现了上述的报警的要求。关键词光控；报警；经济；实用2目录1设计目的及任务、功能要求说明及总体方案……………………………………３1.1设计目的及任务………………………………………………………………３1.2功能要求说明…………………………………………………………………３1.3设计课题总体方案介绍及工作原理说明……………………………………３2光控报警器的仿真分析……………………………………………………………４2.1光控报警器的参数选择………………………………………………………４2.2光控报警器的仿真结果………………………………………………………５2.3光控报警器的仿真调试………………………………………………………５3光控报警器硬件系统的设计………………………………………………………５3.1光控报警器硬件系统各模块功能简要介绍…………………………………５3.2光控报警器电路原理图、PCB图……………………………………………６3.3光控报警器元器件清单………………………………………………………８4设计结论、误差分析、教学建议等………………………………………………８4.1设计课题的设计结论及使用说明……………………………………………８4.2设计课题的硬件调试…………………………………………………………８4.3设计课题的误差分析…………………………………………………………９4.4设计体会………………………………………………………………………９参考文献………………………………………………………………………………１０致谢……………………………………………………………………………………１１31设计目的及任务、功能要求说明及总体方案1.1设计目的及任务设计目的：设计的这个装置，平时会放在暗处灯光线暗的地方，当小偷打开你的抽屉＼书柜＼文件柜等或夜间有光亮照射你的暗锁等装置时，光控报警器会发出“嘟……”的报警声，定能使歹徒魂飞魄散。具有一定的实用性。设计任务：（1）根据从稳定性、可靠性、实用性、经济性选择电子线路和电子器件，找到适合的功能电路。（2）通过网络查阅和图书馆资料，培养独立分析问题和解决实际问题的能力。（3）了解常用电子器件的类型和特性。（4）学会电子电路的焊接、安装与调试技能。（5）进一步熟悉电子仪器的使用方法。（6）学会撰写课程设计总结报告。（7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。1.2功能要求说明本次设计要求完成基于光控报警电路的设计、连接，选择适合电路元器件。而整个设计的核心部分就在采用了ＮＥ５５５控制其它电器进行工作的设计，当光控报警电路受到一定的光照时，光敏电阻值迅速下降，分压点电位升高，电路产生震荡，报警器就发声报警。随后运用Protel画出电路图待所有模块的功能正确之后，然后制作相应的PCB板。最后照着原理图进行整机电路的连接。1.3设计课题总体方案介绍及工作原理说明设计原理4工作原理：光控报警器的电路原理图所示。电路中555时基集成电路接成典型无稳态工作方式，光敏电阻RL与可变电阻器RP构成光控触发回路。当RL无光照射时，呈高电阻状态，RL与RP的分压点即555型时基集成电路的4脚电位较低，若小于0．4V，555时基集成电路被强制复位，电路不振荡，BL无声，VL不发光。若打开抽屉、文件柜等，室内光线照射到RL上时，RL受光激发，电阻值迅速下降，分压点电位升高，当大于0.4V时（少数时基电路为大于1V)，强制复位被解除，电路立即产生振荡，BL就发声报警，同时VL发光。调节电位器RP阻值，可改变分压点即555时基集成电路4脚电位的高低，从而可以调节光控报警器的灵敏度。2光控报警器的仿真分析2.1光控报警器的参数选择IC选用NE555，μA555或SI555等时基集成电路。RL可采用MG45型光敏电阻器，要求亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好。52.2光控报警器的仿真结果用滑动变阻器模拟光敏电阻，当光线照射到RL上时，RL受光激发，电阻值迅速下降，分压点电位升高，当大于0.4V时（少数时基电路为大于1V)，强制复位被解除，电路立即产生振荡，BL就发声报警，同时VL发光。2.3光控报警器的仿真调试通过调节电位器RP阻值，可改变分压点即555时基集成电路4脚电位的高低，从而可以调节光控报警器的灵敏度。3光控报警器硬件系统的设计3.1光控报警器硬件系统各模块功能简要介绍５５５时基电路原理NE555为8脚时基集成电路，各脚主要功能（集成块图在下面）1地GND2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值）7放电8电源电压Vcc6应用十分广泛，可装如下几种电路：1。单稳类电路作用：定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。2。双稳类电路作用：比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。3。无稳类电路作用：方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等NE555内部电路方框图：内部含有两个电压比较器，一个分压器，一个RS触发器，一个放电晶体管和一个功率输出级。3.2光控报警器电路原理图、PCB图原理图7PCB图83.3光控报警器元器件清单序号名称型号规格位号数量１ＩＣＮＥ５５５１２光敏电阻ＭＧ４５ＲＬ１３电阻２ｋＲ１１４电阻１００ｋＲ２１５电阻４７０Ｒ３１６滑动变阻器６.８ｋＲＰ１７电容０.０２２μＣ１１８电容０.０１μＣ２１９电容１０μＣ３１１０扬声器８Ω０.２５ＷＢＬ１１１发光二极管红ＶＬ１4设计结论、误差分析、教学建议等4.1设计课题的设计结论及使用说明由于本电路工作频率低，总增益又不是太大，不易发生自激或其他异常现象。对元器件的选择要求不高。使用时，由于报警声音比较小。还尚需改进。4.2设计课题的硬件调试组装注意事项：由于本电路工作频率低，总增益又不是太大，不易发生自激或其他异常现象。对元器件的选择要求不高。调试注意事项：在通电测试前，首先按照电路原理图认真核对，看是否有漏焊、虚焊、错接、9短路的地方。焊接中出现的问题：（1）ＮＥ５５５的引脚焊倒了（2）发光二极管LED接反了（3）电路出现短路地方调试中出现的问题及处理方法：（1）第一次调试时，电路没有反应，通过检查电路，发现５５５的引脚焊错了，后来又重新焊了。（2）第二次调试时，二极管不亮，设计失败。开始根据电路原理图进行检查，看看是否有漏焊、短接虚焊等常见的错误，发现很多地方有不正确，便把短接、漏焊的地方改正，又反复核对。4.3设计课题的误差分析由于光敏电阻买不到MG45型号的，实验中的光敏电阻的灵敏度存在问题。需要改进。要求光敏电阻的亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好。4.4设计体会为期一个月的的课程设计时间结束了，我已经成功完成课程设计，制作出一个光控报警器，此次课程设计让我收获到其中的制作调试的艰辛以及制作成功后的愉悦心情。首先进行电路图的选择，确定好想制作一个什么东西，于是便在网上搜索和去图书馆查询，最终确定制作光控报警电路，刚开始认为就是按照电路原理图焊接，没对其原理进行深入了解，便去准备元器件。接下来就是是元器件焊接阶段，要自己对焊板上元件进行布置和焊接电路元件连线。由于使用电路板，为了使布线美观、简洁，费了我不少的精力，经过不断的修改与讨论，最终布线结果还比较满意。焊接过程相对比较顺利，但焊接完成后，令我失望的事出现了----失败，不成功。便开始焦虑起来，冷静下来，按照电路原理图进行核对，检查电路，看看是否有漏焊、虚焊、短路、错焊的地方，检查第一遍后，发现错误真不少，开始发觉做事必须要细心，有些地方完全可以避免，由于自己粗心导致。便对着电路原理图反复检查了几遍，把一些显而易见的地方改正过来。10改正了电路后，电路依然无法正常工作，原来是我忽略了一个很幼稚的问题，我忘记调滑动变阻器了。最后，我的光控报警器终于能够正常工作了。我当时的心情激动得难以形容。通过此次模电课程设计，让我收获了很多知识和经验。感谢老师给我们这次亲自动手，自行完成课程设计的机会，让我们受益匪浅。在很多能力上有了很大的提高：加深了对电路的分析能力；掌握了常用电子器件的类型和特征；学会电子电路的焊接、安装和调试；培养了自己解决问题的能力；提高了严肃认真的工作作风和严谨的科学作风。无论做任何事情都要具有良好的专业素质，以后遇事不要浮躁，做事要严肃认真细心，作为电气学生，我们要养成仔细严谨的工作与科学作风，容不得半点马虎，一个元件的接错可能导致很大的失误。通过实习，我们能够更好的了解自己的不足，了解关于课程设计应注意的方方面面，能够为我们以后的继续学习积累一笔宝贵的财富。这次的实习，我得到了很多经验和教训，我会吸取实习得到的东西，运用在今后的学习和生活中。参考文献［１］康华光，陈大欣电子技术基础（模拟部分）［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2006.1［２］康华光，张林。电子技术基础（数字部分）［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2006.1［３］毕满清.电子技术实验与课程设计［Ｍ］.北京：机械工业出版社，2005［４］余家春.Protel99SE电路设计实用教程［Ｍ］北京中国铁道出版社，2007.11［５］高西全.数字信号处理［Ｍ］陕西西安电子科技大学出版社，2009.111致谢经过为期一个多月的课程设计，我们顺利完成课程设计，感谢各位老师的指导以及我们团队的默契配合。本文是在指导老师侯老师的悉心指导下完成的。从课程设计的选题、具体设计到说明书的最后完稿所取得的每一点成绩都倾注了老师的心血。指导老师严谨治学的态度、渊博的学识、对事业执着追求的精神以及对本人在学习、生活等各方面无微不至的关怀和帮助，都将使我终生受益。值此说明书完成之际，谨向指导老师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢！也感谢小组成员密切的配合。感谢河北科技师范学院在实验仪器及器材上，为我们提供了最贴心的帮助，开放的实验室环境对我们顺利完成课题有莫大的帮助。过程是艰辛的，成功是大家有目共睹的。谢谢