路灯光电控制电路的设计

一、系统设计

在城镇街道上经常会看到天黑时路边上的路灯就会自动亮起来，然而天亮的时候路灯又会自动关闭。本任务就是设计一个路灯光电控制电路，光控电路要利用光敏电阻对光的灵敏特性来实现，即白天光线较强的时候路灯亮，夜晚光线较暗的时候路灯不亮。

光敏电阻器概述：光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光强度强弱而改变的电阻器，入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。在黑暗条件下，他的阻值可以达到1~10M欧，在强光条件下他的阻值只有几百至数千欧姆。

继电器概述：电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触电簧片等组成，只要在线圈两断加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁吸力的作用下克服返回弹簧拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的触点与静触点吸合。当线圈断电之后电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的作用力下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点吸合，这样就可以实现电路中的导通和断开的目的。

该光控路灯电路主要由电源电路、光控电路、开关电路、负载电路等构成。电源电路是使用变压器将220V交流电变成12V，经二极管桥式整流电路、三端稳压器输出比较稳定的15V直流电源电压。光控电路利用光敏电阻光线较强时光敏电阻阻值偏低，光线较暗时光敏电阻阻值较大的特性，通过电阻分压改变三极管基极的电位来实现三极管的导通，当光线较暗时，光敏电阻电阻阻值较大，三极管基极呈低电平，三极管导通。当光线较亮时，光敏电阻电阻阻值变小，三极管基极呈高电平，三极管截止。开关电路是当三极管导通时使继电器工作从而使路灯连接至电源两端。负载电路是模拟的五个路灯，电路中五个路灯使用五个发光二极管代替。

三端稳压器

LM7815CT

继电器

EDR201A05

NPN三极管

2N1711

整流桥

1B4B42

电容电阻

若干

LED

5个

二、功能模块设计分析

图表 1光电控制路灯电路框图

图表 2电路原理图

电源电压220V经过稳压整流之后向电路输出15V稳定电压，光敏电阻利用两个阻值不同的电阻代替，5MΩ的电阻代替天黑时的光敏电阻阻值，500kΩ的电阻代替天亮时的光敏电阻阻值。当天黑时开关处于500MΩ的档位，此时三极管基极处于低电位，三极管截止，继电器所在电路断开，路灯不亮；当天亮时开关处于500kΩ的档位，此时三极管基极处于高电位，三极管导通，继电器所在电路闭合，路灯亮。

三、系统测试

针对此光控电路利用Multisim软件进行仿真：

图表 3模拟天亮时

图表 4模拟天黑时

四、总结与体会

通过这次对光控路灯电路的设计，我深刻理解了学以致用这句话，学习任何知识仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期模电课程结束之后紧接着来一次课程设计是很及时的，这样可以加深我们对知识的理解，做到了理论联系实际学以致用。