课程设计报告书正文.doc

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1、路灯自动节能控制系统设计及制作1引言随着城市市政建设的发展，传统的路灯控制以及手段维护，已经远远不能适应城市现代化发展的速度，城市市政建设日新月异，宽阔的街道，各种各样的路灯给城市带来了光明的同时也增添了城市的夜间魅力。但是忧郁道路，路灯增多，传统的人工管理模式已经和快速、现代化的城市建设环境不相适应。目前，很多城市路灯控制系统多数处于人工管理的状态，使路灯管理和维护成本加大。随着社会不断地发展，人们的生活也日益智能化。相对于其他类型路灯，光控路灯系统不仅可以给行人带来更大的方便，还不需要操控，能自动切换路灯的开关状态。体现了现代科技的智能化，

2、同时有效降低了路灯管理和维护的费用。在城市的街道上，经常会看到早晨太阳老高了，马路上的路灯还亮着；下午太阳刚落，天还没黑，马路上的路灯已经亮了。针对这种情况，设计了城市路灯自动节能控制电路，来达到节约电能的目的。1．1设计的简单原理因为每天天黑的时间不是完全一样，所以不能一时间来确定每天晚上几点亮灯，路灯控制系统中要求路灯能根据光线的亮暗选择打开路灯，而且亮暗的定义是可调的，而不是一成不变的。到半夜的时候行人稀少，需要关闭一半的路灯，达到节能的效果，什么时候关闭，时间也需要可调。本电路采用直流12V供电，主要控制电路由光敏电阻、CD4011、5

3、55定时器组成。白天RG阻值小，CD4011第1脚为低电平，继电器K1、K2不工作，路灯都不亮，随着傍晚来临，RG阻值变大，CD4011第1脚变为高电平，11脚也为高电平，Q1导通，K1得电，Q2导通，555定时电路工作，K2吸合，此时路灯都亮，随着C2充电，到后半夜，C2充电电压大于三分之二VCC是，555第三脚变为低电平，K2断电，只有一半的路灯得电照明，到第二天白天又回到初始状态，全暗。2设计电路2.1电路所需元件列表序号名称规格位号数量序号名称规格位号数量1贴片电阻2KR1-R559三极管（贴片）9013（J3）Q112卧式电位器50K

4、RP1、RP22109012(2T1)Q213光敏电阻5mmRG111集成电路（贴片）CD4011U114发光二极管5mmD1-D111112NE555U215电解电容470uFC1113继电器12VK1、K2262200uFC2114电源线多芯线J12710uFC4、C5215电路板84*5618贴片电容103C3116说明书A412.2实验电路图2.3电路说明及相关元件用途该电路采用直流电源，大小为12V,其中RG为光敏电阻，半导体器件，其阻值大小随光线的增强阻值减小。白天，由于光线较强，RG的阻值很小，使得电源VCC经可调变阻器RP1→光

5、敏电阻RG→GND，回路中RG两端的电压较小，即与非门CD4011的1,2管脚都为低电平，从而使得CD4011的3管脚为高电平，4管脚为低电平，10管脚为高电平，11管脚为低电平，因此可知NPN型三极管Q1的基极为低电平，Q1不导通，无集电极电流流过继电器K1，即其常开触点还是处于断开状态；并且由于Q1处于截止状态，其集电极电压为高电平，经电阻R4限流给PNP型Q2供基极电压，Q2不导通，对于Q2，发射极电压为高电平，集电极电压为低电平，此时555定时器不工作，输出端一直为低电平，使得继电器K2线圈不得电，其对应的常开触点K2不会闭合。综上所述

6、，路灯都不亮。随着傍晚的来临，光线逐渐变弱，光敏电阻RG的阻值变大，与非门CD4011的管脚1,2为高电平，11管脚为高电平，经电阻R2限流给Q1基极供电，Q1基极为高电平，三极管Q1导通，继电器K1得电，对应的常开触点K1闭合；同时Q1的集电极电位为低电平，三极管Q2导通，三极管的集电极给555定时器供电，并作为555定时器异步清零端信号，555定时器正常工作，还经可调变阻器RP2给电容C2充电，开始时，555定时器的输入端2电压值小于三分之二的VCC，其输出端3输出高电平，继电器K2线圈得电，其对应的常开主触点K2闭合，路灯全部接入电路，全

7、部亮。随着C2的充电，C2的端电压将大于三分之二的VCC，是对555定时器的输出端3为低电平，线圈K2失电，对应的闭合触点断开，关闭一半的路灯。到第二天的白天又会回到初始状态。其余相关原件的主要用途：C1稳定输出电压，发光二极管VD11为电源指示灯，VD1到VD10为路灯指示灯，分别有主触点K1，K2控制。C4稳定555定时器的输出电压，C3也起稳定电压的作用。调节RP1和RP2可以分别调节傍晚路灯点亮的时间和半夜路灯熄灭的时间。2.4元件简介2.4.1555定时器结构及工作原理：555定时器是一种中规模的集成定时器，应用非常广泛。通常只需外接

8、几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时器有TTL集成定时器和CMOS集成定时器，它们