闪烁警示灯电路的设计

东北石油大学课程设计课程光电检测技术题 目闪烁警示灯电路的设计院系电子科学学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2015年3 月13日东北石油大学课程设计任务书课程光电检测技术题目 闪烁警示灯电路的设计专业电子科学与技术姓名学号主要内容：应用Y976报警专用集成电路光敏电阻等电子原器件设计一当夜幕来临时它能驱动红色警 示灯闪闪发光，以起到告警指示作用。基本要求：1）研究Y976报警专用集成电路，光敏电阻的功能特性。2）设计闪烁警示灯电路的功能框图。3）设计光电检测电路、音频电路、信号控制电路4）设计5伏直流电源电路。5）调试安装。6）完成课程设计总结报告。 主要参考资料：1）陈有卿编著新颖集成电路制作精选人民邮电出版社2005.4.2）陈振官，陈宏威等编訛电子电路制作实 2006.4.3）黄继昌等编著检测专用集成电路及应用.2006.10.完成期限 2015.3. 42015.3.13指导教0 专业负责人2015年3月6日第1 章 概述随着改革开放的发展，电子电器也得到了飞速的发展。人们生活水平有很大提高。各种电器生 活用品如：电动自行车、摩托车、汽车等贵重东西也为许多家庭所拥有。警示灯在我们日常生活中 用处非常广泛，例如：警示灯一般用在维护道路安全，通常是用在警车、工程车、消防车、急救车 、防范管理车、道路维修车、牵引车、紧急车、机械设备等开发。然而，这时候，一些不法分 子也越来越多。人们的安全意识还依然很淡薄，导致了许多严重的事故。因此，为了减少这样的事 情发生，人们便发明了示警闪光灯，提示人们道路上注意安全，因此减少了许多不该发生的事故。 随着科技的进步闪烁警示灯也将更加广泛的应用与推广。1.1闪烁警示灯的介绍、意义和作用在我们日常生活中和工农业生产中有好多情况下需要安装警示灯或标志灯以提醒人们注 意。例如道路施工时,需在施工现场挂上红色安全警示灯以确保行人和行车的安全高层建筑 物的顶端按有关的规定必须设置红色警示灯以确保飞机安全飞行为引起大家注意，在一般情 况下，多采用红色的警示灯且最好能发出闪烁光但有时后在某些情况下又不需要其工作比如 某些大型的器物，白天很明显，只需在夜间提醒人们注意。光源采用10mm四元素超高亮度发光二极管LED），使用寿命目0万小时；发光二极管 角度在2530。时光源饱满，使可视角度范围扩大；太阳能黄闪灯均采用单晶硅太阳能供电， 蓄电池功率15W，电池充满电，可连续工作L70个小时；所含LED的管粒为120粒，增加使用 寿命和发光亮度，有较强的视觉冲击感，提醒司机、行人注意前方有危险；透光镜片的外表面 采用倾斜面设计，能防止透光镜片积累灰尘；外观为LED光源所设计，结构为超薄化，灯具厚度（400mm透光面的灯具为150mm）；外壳采用聚碳酸酯PC）材料一次注塑成型，密封采用硅橡胶密封件，防尘、防水、阻燃、抗 老化，灯具外壳使用寿命仔0年。一般情况下，警示灯是按车种和用处可以提供多样的长度的产品的，有灯罩组合的构造， 需要时一边方向的灯罩可以组合复合颜色。此外，还可以根据光源形式的不同，分为灯泡 转灯；2 LED闪光；3氙气灯管频闪，其中LED闪光形式的是灯泡转灯形式的升级版，使用寿 命更长，更节能，更低热！由于人们越来越重视警示灯的作用对它工作原理的掌握也变的越来越重要所以本文主 要介绍闪烁警示灯的主要原理，它的主要组成的部件的原理。第2 章 闪烁警示灯电路工作原理2.1 电路工作原理电路主要采用新颖报警集成电路76和光敏电阻器G等元器件组成。2.1.1新颖报警集成电路976Y976是采片j标准8脚双列塑料封装的MOS报警集成电路，各管脚引线功能示意见图：1脚为输出端OUT，不需外接功放三极管就可直接驱动扬声器发声；2脚与3脚为告警模式选择端，可按地或悬空处理，以获得不同的报警声响；4脚为地端Vss；5脚为功能控制输入端，当接逻辑低电平时，电路不工作，接逻辑高电平时，电路方能正常工 作；6、7脚为外接振荡电阻端；8脚为电源正端VDD。本警示灯主要利用其输出端T去直接驱动可控硅工作井利用其5脚与光敏电阻器G等来构成光控电路。876S)WW12J4Vm OSd OBC2 EN 鬥 m nm12)4u y yy图2.1 Y976集成电各2.1.2光敏电阻器光敏电阻器又称光导管特性是在特定光的照射下其阻值迅速减小可用于检测可见光。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的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。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变 化转换为电的变化）通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照 射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子一空穴对，参与导电，使电路中电流增强。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的强弱而改变的电阻器。主要 用于光的测量、光的控制、和光电转换。如图光敏电阻器都制成薄片结构，以便能够吸收更 多的光能。该类电阻器的特点是入射光越强，电阻值就越小，入射光越弱，电阻值就越大。如声控 灯中采用了光敏电阻器作为白天控制灯光的装置。特性：光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器，对光线十分敏感，它的电 阻值能随着外界光照强弱（明暗）变化而变化。它在无光照射时，呈高阻状态；当有光照射时，其 电阻值迅速减小。图2.2光敏电阻器2.2电路整体框图闪烁报警等电路整体框图如图3所示，主要由电源电路、超低频振荡器、光控电路、调光控制电路组成。电源电路 超低频振荡器1调光控制电路光控电路图2.3电路整体框图2.3元器件的选择Rl-R4和R6、R7选用1/4W的金属膜电阻器或碳膜电阻器5选用1/2W的金属膜电阻器。Cl选用耐压值为30V的涤纶电容器或BB无感电容器C2-C4均选用耐压值为6V的铝电解电 容器。VDl-VD5均选用1N4007型硅整流二极管。Vl选用3DU系列的光敏晶体管V2选用S9013型硅NPN晶体管。VS选用1N4742(1W l2V)型硅稳压二极管。VT选用TLC336A型 (HL为lOOW时)双向晶呵管，若L的功率增大则VT的电流容量也应相应 增大。IC选用NE555或CD7555型时基集成电路。VLC选用MOC3O2O或MOC3021 MOC3041等型号的光耦合器。第3章 电路设计及工作原理3.1 闪烁警示灯的设计3.1.1 电源电路电路设计电源电路由降压电容器1、电阻器R5、整流二极管VD1-VD4滤波电容器C2和稳压二极管VS组成。Vrn osa OBC2 n n OEN ,n9765)YP76123A 2 3 4 w w y y图3.1 电源电路3.1.2超低频振荡器设计超低频振荡器由时基集成电路(Y496)和电阻器U、R2、电容器C3等组成。876S)Y9761 2 )4血 OSCt 0H2 EN 鬥 Li n ri1 2 ) 4u y y w图3.2 超低频振荡器3.1.3光控电路电路设计光控电路由光敏晶体管l、晶体管V2、电阻器R3、R4和IC (Y976)内电路组成。0SC1 0BC2 n nEN876Y97651234I 254M WWW图3.3 光控电路电路3.1.4调光控制电路设计调光控制电路由二极管D5、电容器C4、光电穗合器VLU电阻器R6、R7、双向晶闸管VT和警示灯HL组成。r皆OSCI OBC2 n nEN o876Y97&5123Auw图3.4 调光控制电路3.2 整体电路图图3.5 电路图EN交流220V电压经Cl降压、VDl-VD4整流、C2滤波及VS稳压后，产生12 V直流电压，供给超低 频振荡器电路。超低频振荡器电路振荡工作后lC从& 3脚输出IHz左右的超低频方波信号。当 IC的3脚输出的方波信号为正脉冲时，5导通，VLC内部的发光二极管发光，光控晶闸管导通, 并触发双向晶闸管T导通，警示灯IL点亮。当lC的3脚输出的方波信号变为负脉冲时D5截止，电容器C4上充得的电压经对VLC内 部的发光二极管放电使其发光由强变弱光控晶闸管和双向晶闸管T的导通量也由大变小警示 灯HL由亮变暗。当HL尚未熄灭时，超低频振荡器下一个周期的正半波信号又到来D5使通，HL又由暗变 亮。如此循环往复，警示灯工作在亮+暗+亮+暗的闪烁状态。在白天,Vl受光照射而呈低阻状态使V2导通，IC因4脚变为低电平（0.7V左石）而不工作， 3脚元输出，LC和VT均截止，HL不亮。夜晚，1呈高阻状态，2截止，IC正常工作。调整电阻 器R2的阻值，可改变超低频振荡器的工作频率，从而改变警示的闪光频率。适当改变电容器 C4的电容量，使HL在VD5截止后不致过暗，又要有明显的闪烁感。第4 章 电路安装与调试4.1 电路焊接的注意事项在连接电路的过程中要注意各个点的相互关系，各个引脚的位置，以免连错。在焊接的过程中 还要注意焊点的质量，避免过焊和稀焊的现象出现。另外，在连接光电跟踪传感接收头电路时应注 意电阻间的关系以及两个晶体管之间的关系，要尽量选的对称，否则将会对实验结果造成影响。在 连接好电路后，要先进行检查，确认无误后再接通电源，以免烧坏元件。在进行试验的过程中要防 止外界光源的干扰影响试验效果。4.2安装调试在实验条件下，对电路进行性能测试，所得结果基本符合实验要求。在性能上也有所改进，然 而仍然存在不足。在具体调试过程中应注意操作，严格按实验流程进行，以免对结果产生误差或者 破坏试验，烧坏元件调节电位器P1可以改变电路的光控灵敏度，在需要告警的光照度闪烁发光。调节电位器RP2的阻值，改变集成块输出脉冲的频率，即改变警示灯的闪烁频率。第5 章 结论经过反复调试后实训基本达到了预期效果然在时间上没有要求那么精（亮0.2s熄0.2s再亮0.2s之后熄 1.5s）,但我觉得此次实训还是成功的。按要求完成了设计而且基本功能都实现 了。本次实训安排了六个教学日的时间，还未接到具体实训内容的时候，感觉要六日的时间那么实 训具体内容可能会很难，但实际并没有那么可怕，在自己的独立思考和老师的指导下，我用三个周 的时间就完成了电路的设计与调试工作。通过本次实训我有以三点体会：一是要学会深刻分析对象，你要做什么，通过仔细深刻的分析 题目及要求，找到切入点，然后才好下手。就我这次设计而言，闪光警灯LEI3灯闪烁，那么 怎样LED灯才会闪烁呢？在它的正向两端加上大于v的有一点规律的电压或脉冲就可实现了。 具体要求选用设计；二是要会独立思考问题，在刚拿到题目的时候我首先并没有去思考这个课题应 该怎么做，而是去向同学询问以前谁做过这个课题，导致耽搁了我三天的时间还一无所获，后来我 改正了这一错误观念，独立思考，查阅资料，向同学老师请教，最终完成了设计方案；三是要胆大 心细，这里我所说的胆大并非指胡搞乱搞，而是以理论为依据，大胆创新、思维活跃。心细要求的 是要注意细节问题，有时候一个细节问题就会决定设计的成败，我此次前后设计的两个电路虽然在 理论上都是可行的，但在实际中就会导致两种不同的结果，成功或是失败，这根源就在于我不够胆 大、不够心细，后在胡老师的指导下，改进创新才达到了预期的效果。总之，无论在以后的学习生活还是走入社会无论我们做什么事都应该要深刻分析对象学 会独立思考，做到胆大心细，才会更容易成功。同时非常感谢老师此次实训对我们指导。参考文献1 阎石数字电子技术基础M.北京高等教育出版社2 刘霞侯传教等电子设计与实践M.电子工业出版社3 张永林等光电子技术M.高等教育出版社4 黄继昌检测专用集成电路及应用.人民邮电出版社5 陈振官光电子电路及制作实例.国防工业出版社东北石油大学课程设计成绩评价表课程名称光电检测技术题目名称闪烁警示灯电路的设计学生姓名学号指导教学号师姓名职称序号评价项目指标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作1 合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，: 作风严谨，善于与他人合作。量符匚作02课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问; 路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表f 正确。题思完备53创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有- 应用价值。一定54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师：年月日