畢業(yè)設(shè)計(jì)-智能晾衣架控制電路設(shè)計(jì)
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一 本課題設(shè)計(jì)的目的與意義在我們的日常生活中 晾衣架是必不可少的用品之一 為了使我們的生活質(zhì)量得到提高 晾衣架的類型不斷更換 目前市場(chǎng)上出售的晾衣架一般指 升降晾衣架 分為手動(dòng) 電動(dòng)兩種 而本次課題所設(shè)計(jì)的晾衣架 不只是單方面的升降 它能自動(dòng)識(shí)別晴雨天氣 遇下雨時(shí)能及時(shí)將衣服收進(jìn) 天氣轉(zhuǎn)晴時(shí)能將衣服自動(dòng)晾出 具有很高的實(shí)用價(jià)值 通過(guò)本次智能晾衣架的設(shè)計(jì) 進(jìn)一步掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方法及設(shè)計(jì)步驟 掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理和各元器件的功能 鍛煉自己對(duì)所學(xué)理論知識(shí)和技能的綜合運(yùn)用能力 二 設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容 1 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)智能晾衣架的內(nèi)部控制電路 電路要能夠識(shí)別晴雨天氣 自動(dòng)完成收晾衣的目的 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 包括方案論證 系統(tǒng)框圖 單元電路設(shè)計(jì) 電路仿真 四個(gè)部分 三 智能晾衣架的系統(tǒng)框圖 圖3 1智能晾衣架的系統(tǒng)框圖 四 整機(jī)電路的設(shè)計(jì) 圖4 1雨天仿真圖 電路圖 圖4 2晴天 仿真圖 電路圖 5V 結(jié)論 本次我設(shè)計(jì)的題目是智能晾衣架控制電路 本設(shè)計(jì)主要是由傳感器及信號(hào)處理電路 555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路 驅(qū)動(dòng)控制電路組成 即傳感器接收到有雨或有太陽(yáng)光的信號(hào) 并將信號(hào)送給集成運(yùn)放 集成運(yùn)放對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理 輸出放大了的低電平信號(hào) 該低電平信號(hào)再經(jīng)過(guò)555 輸出高電平信號(hào) 該高電平信號(hào)使繼電器得電 驅(qū)動(dòng)控制電路控制電機(jī)正反轉(zhuǎn) 衣架實(shí)現(xiàn)收衣晾衣動(dòng)作 畢業(yè)設(shè)計(jì)是理論和實(shí)踐的結(jié)合 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅讓我們鞏固和加深了以前所學(xué)知識(shí) 同時(shí)也讓我們發(fā)現(xiàn)了自身的不足 學(xué)習(xí)不能只學(xué)表面的 很多知識(shí)是需要我們深入了解的 學(xué)習(xí)也不能是一時(shí)的 知識(shí)的日新月異需要我們長(zhǎng)期的堅(jiān)持和日積月累 知識(shí)是博大精深的 由于電子技術(shù)的發(fā)展日新月異 且個(gè)人能力有限 設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤和不妥之處 懇請(qǐng)讀者批評(píng)指證 謝謝各位老師 摘 要
本設(shè)計(jì)介紹了一種能夠識(shí)別晴雨天氣,自動(dòng)實(shí)現(xiàn)收晾衣服功能的智能晾衣架。該智能晾衣架能有效的避免在下雨時(shí)衣服無(wú)人收起而被雨淋濕;或在陽(yáng)光強(qiáng)烈時(shí),衣架能自動(dòng)伸出接受陽(yáng)光的充分照射。電路部分通過(guò)傳感器獲得感應(yīng)信號(hào),控制觸點(diǎn)開關(guān)的閉合或斷開,進(jìn)而控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn),起到自動(dòng)收晾衣服的作用。該智能晾衣架設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,在電路設(shè)計(jì)上很有創(chuàng)新意義,制作成本較低,實(shí)用價(jià)值較高,且使用方便,性能可靠。
關(guān)鍵詞 晾衣架;智能;自動(dòng)收回;自動(dòng)伸出
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目 錄
摘 要 1
第1章 緒論 2
1.1 晾衣架概述 2
1.2 設(shè)計(jì)目的與意義 3
1.3 設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容 3
第2章 系統(tǒng)方案 4
2.1 電源設(shè)計(jì)方案 4
2.2 收衣晾衣方案 5
2.3 方案的確定 5
第3章 單元電路設(shè)計(jì) 7
3.1 電源電路的設(shè)計(jì) 7
3.2 收衣晾衣傳感器及信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì) 8
3.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的設(shè)計(jì) 8
3.3.1 555定時(shí)器 9
3.3.2 單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路原理圖 10
3.3.3 單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路工作過(guò)程 11
3.4 正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì) 11
第4章 電路的仿真 13
4.1 雨天收衣電路的仿真 13
4.2 晴天晾衣電路的仿真 14
總 結(jié) 15
參 考 文 獻(xiàn) 16
附錄1 雨天智能晾衣架電路原理圖 17
附錄2 晴天智能晾衣架電路原理圖 18
第1章 緒論
1.1 晾衣架概述
“晾衣架”一般指“升降晾衣架”,分手動(dòng)、電動(dòng)兩種。手動(dòng)(手搖)較為普及。電動(dòng)之所以未能普及推廣,這是由于整個(gè)行業(yè)技術(shù)上的不成熟以及售后服務(wù)的局限——畢竟是鑲在天花板上,不像小家電一樣容易搬移去維修保養(yǎng)。因而目前,還是手動(dòng)(手搖)為市場(chǎng)的主導(dǎo)?!傲酪录堋笔侵袊?guó)一大特色產(chǎn)品,該行業(yè)形成至今也就近十年時(shí)間,從開創(chuàng)至今技術(shù)不斷改進(jìn)和變革,其基本組成為:手搖器(負(fù)責(zé)升降、自鎖),鋼絲,轉(zhuǎn)向器,頂座,晾桿,衣架。手搖器是晾衣架的核心部件,相當(dāng)于汽車的發(fā)動(dòng)機(jī),由最初“戀衣”的塑料手搖器,到“好太太”的“全金屬”手搖器,材料、結(jié)構(gòu)、款式的不斷推陳出新,但質(zhì)量依舊沒有大的突破,晾衣架維修率依然集中在手搖器這個(gè)關(guān)鍵部件。手搖器質(zhì)量依舊是行業(yè)最關(guān)注的焦點(diǎn)。直至2007年“居博士”首家推出一款質(zhì)量保用五年的手搖器,給行業(yè)一顆定心丸。該款手搖器具備行業(yè)前所未有的六大特點(diǎn),因質(zhì)量穩(wěn)定,其結(jié)構(gòu)開始被行業(yè)眾多廠家紛紛效仿,成為典范!
晾衣架不僅僅是一個(gè)裝飾品,更是一個(gè)功能性的產(chǎn)品。目前晾衣架的“功能”已經(jīng)普遍得到消費(fèi)者的認(rèn)可,已經(jīng)形成一個(gè)“行業(yè)”。如果說(shuō)“戀衣”是這個(gè)行業(yè)的開創(chuàng)者將行業(yè)開端,“好太太”是成功的包裝營(yíng)銷商將行業(yè)推開,那么“居博士”則獨(dú)豎一幟:回歸產(chǎn)品本身——走質(zhì)量、特色路線:不斷改良、創(chuàng)新,引領(lǐng)行業(yè)重新重視質(zhì)量。實(shí)用的產(chǎn)品,質(zhì)量才是永恒的。只有質(zhì)量被大眾接收,行業(yè)才可持續(xù)健康發(fā)展。換言之,只要功能、質(zhì)量普遍被認(rèn)可,晾衣架將會(huì)成為居民生活一個(gè)必需品。
隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)的進(jìn)步,以上所述的傳統(tǒng)的升降晾衣架已經(jīng)不能滿足人們的需求。假如住戶是雙職工,或者住戶有事在外,那么如果下雨或者夜晚,傳統(tǒng)升降晾衣架就做不到使晾曬在室外的衣物避雨、避露水的功能。每當(dāng)下雨的時(shí)候,恰好不在家,衣服卻晾在陽(yáng)臺(tái)上,這時(shí)候,假如有一臺(tái)智能型的晾衣架,它能夠自動(dòng)識(shí)別晴天和雨天,太陽(yáng)出來(lái)時(shí)為我們自動(dòng)晾衣服,下雨時(shí)自動(dòng)為我們收衣服,一切都智能為我們服務(wù),那我們是不是省去了很多工夫呢?
1.2 設(shè)計(jì)目的與意義
1.學(xué)習(xí)基本理論在實(shí)踐中綜合運(yùn)用的初步經(jīng)驗(yàn),掌握模擬電路設(shè)計(jì)的基本方法及設(shè)計(jì)步驟,培養(yǎng)綜合設(shè)計(jì)能力。
2.進(jìn)一步了解智能晾衣架的組成框圖和各個(gè)單元電路的工作原理及相互聯(lián)系。
3.掌握單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理和各元器件的功能。
4.鍛煉自己對(duì)所學(xué)理論知識(shí)和技能的綜合運(yùn)用能力。
5.本文設(shè)計(jì)的智能晾衣架解決了衣物晾在戶外,遇下雨不能及時(shí)收進(jìn)和天氣轉(zhuǎn)晴不能自動(dòng)晾出的后顧之憂,具有很高的實(shí)用價(jià)值。
1.3 設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容
1.設(shè)計(jì)要求
(1)電路要能夠識(shí)別晴雨天氣,自動(dòng)完成收晾衣的目的。
(2)設(shè)計(jì)電路結(jié)構(gòu),畫出電路的總體框圖,選擇電路中所需元件,畫出實(shí)用整機(jī)原理電路圖。
2.設(shè)計(jì)內(nèi)容
主要設(shè)計(jì)一個(gè)智能晾衣架的內(nèi)部電路,其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括一下幾個(gè)部分:
(1)方案論證及系統(tǒng)框圖;
(2)單元電路設(shè)計(jì);
(3)電路仿真。
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第2章 系統(tǒng)方案
2.1 電源設(shè)計(jì)方案
1.電源方案一:
橋式全波整流
變 壓 器
濾 波
集成穩(wěn)壓
Uo
220V
+5V
圖2-1 電源方案一框圖
該方案的設(shè)計(jì)方框圖如上所示,將220V/50Hz變成整流濾波所需大小的交流電,然后再將交流電變成單項(xiàng)脈動(dòng)直流電,再減小單項(xiàng)脈動(dòng)直流電的脈動(dòng)成分,最后得到平滑濾波的直流電的紋波成分,使輸出為+5V平穩(wěn)的直流電。但由于交流電網(wǎng)輸入電壓的波動(dòng)和電路負(fù)載的變化使直流電壓不穩(wěn)定,因此在本直流電源中增加穩(wěn)壓電路以確保設(shè)備的正常工作。
2.電源方案二:
半 波 整 流
變 壓 器
濾 波
分立穩(wěn)壓
Uo
220V
+5V
圖2-2 電源方案二框圖
該方案的設(shè)計(jì)方框圖如上所示,該設(shè)計(jì)與方案一的設(shè)計(jì)只有第二步不同,其余步驟都相同。方案一中整流部分選用的是橋式全波整流,而該方案則選用半波整流。
綜上所述,兩種方案比較,全波整流的輸出是交流輸入電壓的0.9倍,效率高,直流電壓平穩(wěn),能充分利用變壓器的功率。半波整流雖然所需原器件較少,電路簡(jiǎn)單,但輸出是交流輸入的0.45倍,效率低,使變壓器的功率不能充分利用,故電源部分的設(shè)計(jì)采用方案一。
2.2 收衣晾衣方案
1.收衣晾衣方案一:
傳感器及信號(hào)處理電路
單片機(jī)硬件電路
驅(qū)動(dòng)控制電路
圖2-3 收衣晾衣方案一框圖
由雨滴傳感器控制電路、光敏傳感器控制電路經(jīng)集成運(yùn)放產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào),經(jīng)單片機(jī)的輸入口輸入給單片機(jī)。單片機(jī)經(jīng)分析處理后所得到結(jié)果,從單片機(jī)輸出引腳輸出相應(yīng)的信號(hào),從而控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。
2.收衣晾衣方案二:
傳感器及信號(hào)處理電路
555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路
驅(qū)動(dòng)控制電路
圖2-4 收衣晾衣方案二框圖
由雨滴傳感器控制電路、光敏傳感器控制電路經(jīng)集成運(yùn)放產(chǎn)生的信號(hào),經(jīng)555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分析處理后,控制觸點(diǎn)開關(guān)的閉合或斷開,進(jìn)而控制電機(jī)正轉(zhuǎn),自動(dòng)實(shí)現(xiàn)收衣晾衣動(dòng)作。
綜上所述,兩種方案比較,在功能方面兩者都能實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn),從而實(shí)現(xiàn)收衣晾衣功能。方案一主要通過(guò)單片機(jī)硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn),該方案的穩(wěn)定性高,但是引腳繁多,過(guò)于復(fù)雜化。方案二通過(guò)555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn),元器件少,穩(wěn)定性高,容易實(shí)現(xiàn),故收衣晾衣部分的設(shè)計(jì)采用方案二。
2.3 方案的確定
通過(guò)分析論證,為了使該設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單明了,功能可以得到更好的實(shí)現(xiàn),電源部分的設(shè)計(jì)選則方案一,其效率高,直流電壓平穩(wěn),能充分利用變壓器的功率。而收衣晾衣部分的設(shè)計(jì)則選擇方案二,其元器件少,且穩(wěn)定性高,容易實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)框圖如圖2-5所示。
傳感器及信號(hào)處理電路
555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路
驅(qū)動(dòng)控制電路
電源
圖2-5 整體框圖
當(dāng)雨天或晴天時(shí),濕度傳感器或光敏傳感器獲得信號(hào),并將信號(hào)傳送給運(yùn)放,運(yùn)放輸出低電平,經(jīng)過(guò)555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,輸出高電平,高電平信號(hào)被送到驅(qū)動(dòng)控制電路,從而控制電機(jī)正反轉(zhuǎn),使晾衣架自動(dòng)伸縮,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收衣晾衣功能。
第3章 單元電路設(shè)計(jì)
3.1 電源電路的設(shè)計(jì)
5V
D2
D4
D1
D3
C1
C3
C4
C2
3
LS7805
1
2
DNG
Vin
Vout
FU
+
+
該直流穩(wěn)壓源電路實(shí)現(xiàn)的是+5V的電壓輸出,原理圖如下所示:
圖3-1 直流穩(wěn)壓源電路圖
交流電經(jīng)過(guò)降壓,整流,濾波可以得到比較平滑的直流電,但由于交流電網(wǎng)輸入電壓的波動(dòng)和電路負(fù)載的變化使直流電壓不穩(wěn)定,因此在本直流電源中增加穩(wěn)壓電路以確保設(shè)備的正常工作。
在連接電路中,需要在變壓器的副邊接入保險(xiǎn)絲FU,以防電路短路損壞變壓器或其它器件,其額定電流要略大于Iomax,選FU的熔斷電流為1A。整個(gè)電源電路結(jié)構(gòu)形式為220V電壓經(jīng)過(guò)9V的變壓器輸入橋式整流電路中,使得我們的交流電變成了不穩(wěn)定的直流電,后經(jīng)幾個(gè)極性電容濾波使不穩(wěn)定的直流電變成比較穩(wěn)定的直流電,在接入到三端穩(wěn)壓器LM7805輸入端,穩(wěn)壓器內(nèi)部含有過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)電路。并且LM7805輸出固定的+5V直流電壓供后面的負(fù)載使用。其各部分波形圖如圖3-2所示;
變壓
整流
濾波
穩(wěn)壓
圖3-2 波形圖
3.2 收衣晾衣傳感器及信號(hào)處理電路的設(shè)計(jì)
R1
R1
R3
U1
+
_
M
雨天智能晾衣架電路中,傳感器集成運(yùn)放電路是由濕度傳感器以及一個(gè)集成運(yùn)算放大器構(gòu)成,其中M代表濕度傳感器,當(dāng)下雨時(shí),M遇水就導(dǎo)通,使運(yùn)放U1輸出低電平。電路圖由圖3-3所示。
圖3-3 濕度傳感器集成運(yùn)放電路圖
晴天智能晾衣架電路中,傳感器集成運(yùn)放電路是由光敏傳感器以及一個(gè)集成運(yùn)算放大器構(gòu)成,其中R4為光敏傳感器(光敏電阻),電位器RP2用于調(diào)節(jié)光敏電阻的靈敏度,當(dāng)陽(yáng)光充足時(shí),光敏電阻阻值下降,使運(yùn)放U3輸出低電平。電路圖如圖3-4所示。
RP2
R5
R4
R6
U2
+
_
圖3-4 光敏傳感器集成運(yùn)放電路圖
3.3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的設(shè)計(jì)
單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路由一個(gè)555芯片構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)控制,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有穩(wěn)態(tài)和暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)不同的工作狀態(tài)。在外界觸發(fā)脈沖作用下,它能從穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài),在暫穩(wěn)態(tài)維持一段時(shí)間以后,在自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài);暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間的長(zhǎng)短取決于電路本身的參數(shù),與觸發(fā)脈沖的寬度和幅度無(wú)關(guān)。由于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有這些特點(diǎn),常用來(lái)產(chǎn)生具有固定寬度的脈沖信號(hào)。
按電路結(jié)構(gòu)的不同,單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可分為微分型和積分型兩種,微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器適用于窄脈沖觸發(fā),積分型適用于寬脈沖觸發(fā)。無(wú)論是哪種電路結(jié)構(gòu),其單穩(wěn)態(tài)的產(chǎn)生都源于電容的充放電原理。
用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器是負(fù)脈沖觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器,其暫穩(wěn)態(tài)維持時(shí)間為
Tw =1.1RC (3-1)
僅與電路本身的參數(shù)R、C有關(guān)。
3.3.1 555定時(shí)器
1.電路組成
555芯片的內(nèi)部電路如圖3-8所示,它由三個(gè)阻值為5KΩ的電阻組成的電阻分壓器、兩個(gè)電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、集電極開路的放電三極管VT以及緩沖器等組成。
a)555內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 b)555管腳圖
圖3-5 555定時(shí)器
(1)電阻分壓器由三個(gè)5KΩ的電阻R組成,為電壓比較器C1和C2提供基準(zhǔn)電壓。
(2)電壓比較器由C1和C2組成,當(dāng)控制電壓輸入端CO懸空時(shí),C1和C2的基準(zhǔn)電壓為別為2/3Vcc和1/3Vcc。
C1的反相輸入端TH稱為555的定時(shí)器高觸發(fā)端,C2的同相輸入端稱為555定時(shí)器的低觸發(fā)端。
(3)基本RS觸發(fā)器
基本RS觸發(fā)器由兩個(gè)與非門G1和G2構(gòu)成。比較器C1的輸出作為置0輸入端,若C1輸出為0,則Q=0;比較器C2的輸出作為置1輸入端,若C2輸出為0,則Q=1。
是定時(shí)器的復(fù)位輸入端,只要=0,定時(shí)器的輸出端OUT則為0,正常工作時(shí),必須使處于高點(diǎn)平。
(4)放電管VT
VT是集電極開路的三極管,VT的集電極作為定時(shí)器的引出端D。
(5)緩沖器
緩沖器由G3和G4構(gòu)成,用于提高電路的負(fù)載能力。
2.工作原理
為置0輸入端,當(dāng)=0時(shí),定時(shí)器的輸出OUT為0;當(dāng)=1時(shí),555定時(shí)器具有以下功能:
(1)當(dāng)高觸發(fā)端TH>2/3Vcc,且低觸發(fā)端>1/3Vcc時(shí),比較器C1輸出低電平;C1輸出的低電平將RS觸發(fā)器置為0狀態(tài),即Q=0,使得定時(shí)器的輸出OUT為0,同時(shí)放電管VT導(dǎo)通。
(2)當(dāng)?shù)陀|發(fā)端<1/3Vcc,且高觸發(fā)端TH<2/3Vcc時(shí),比較器C2輸出為低電平;C2輸出的低電平將RS觸發(fā)器置為1狀態(tài),即Q=1,使得定時(shí)器的輸出OUT為1,同時(shí)放電管VT截止。
(3)當(dāng)TH<2/3Vcc,>1/3Vcc時(shí),定時(shí)器的輸出OUT和放電管VT的狀態(tài)保持不變。
根據(jù)以上分析,可以得出555定時(shí)器的功能表,見表3-1。
表3-1 555定時(shí)器的功能表
輸入
輸出
TH
OUT
VT
X
X
0
0
導(dǎo)通
>2/3Vcc
>1/3Vcc
1
0
導(dǎo)通
<2/3Vcc
>1/3Vcc
1
不變
不變
<2/3Vcc
<1/3Vcc
1
1
截止
3.3.2 單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路原理圖
Ui
R3
1k
MG45 GR
光敏電阻
C4
F1
F2
R5
10k
R6
10k
+
C5
2200Uf
C6
100nf
8
3
RST
DIS
THR
TRI
COM
VCC
GND
OUT
1 LM555CM
Uo
12V/1.2Ah
蓄電池
Ui1
Uc
510p
4
7
6
2
5
圖3-6 單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路原理圖
Tw
2/3Vcc
Ui1
0
Uc
t
0
t
t
0
Uo
圖3-7 單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路的工作波形
3.3.3 單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路工作過(guò)程
當(dāng)Ui1的下降沿到來(lái)時(shí),由于<1/3Vcc,而TH=Uc=0,從555定時(shí)器的功能表(3-1)不難看出,輸出端Uo的輸出電平為高電平,電路進(jìn)入延時(shí)狀態(tài),內(nèi)部放電管VT截止。由于放電管VT截止,12/1.2Ah蓄電池通過(guò)對(duì)充電,當(dāng)對(duì)TH充電到TH>2/3Vcc時(shí),輸出端Uo的輸出電平跳變?yōu)榈碗娖?,電路退出延時(shí)狀態(tài),此時(shí)內(nèi)部放電管VT導(dǎo)通。電路退出延時(shí)延時(shí)狀態(tài)后,C5通過(guò)導(dǎo)通的放電管VT放電,使電路迅速恢復(fù)到初始狀態(tài)。
根據(jù)該電路的工作波形可以算出該電路的延時(shí)時(shí)間≈1.1
3.4 正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制電路的設(shè)計(jì)
當(dāng)555定時(shí)器的輸出端為高電平時(shí),繼電器就開始工作,從而控制二通電磁閥的導(dǎo)通,其原理圖如圖3-10所示:
+
定時(shí)器的輸出
電池閥
D5
R7
圖3-8 驅(qū)動(dòng)控制電路原理圖
這次設(shè)計(jì)用的繼電器是+5V的電壓控制繼電器,有常閉和常開兩種狀態(tài),當(dāng)定時(shí)器輸出為高電平時(shí),繼電器的輸入端加上了驅(qū)動(dòng)電壓,使繼電器為常閉狀態(tài),既而使二通電磁閥加上220V的交流電壓,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)智能晾衣架實(shí)現(xiàn)伸縮。當(dāng)定時(shí)器的輸出為低電平時(shí)繼電器的輸入沒有驅(qū)動(dòng)電壓,使繼電器進(jìn)入常開狀態(tài),此時(shí)電磁閥不工作。
第4章 電路的仿真
此次電路仿真運(yùn)用的EWB仿真軟件,在仿真過(guò)程中也遇到少許問(wèn)題,例如EWB元器件庫(kù)中沒有傳感器之類的元器件而只能用開關(guān)代替。而且在仿真電路時(shí)不能改變?cè)骷?kù)里面設(shè)置好的元件參數(shù)。但是,通過(guò)努力,最終仿真還是比較成功。對(duì)于雨天和晴天的電路都通過(guò)了仿真。
4.1 雨天收衣電路的仿真
圖4-1 雨天收衣的仿真圖
如圖,當(dāng)下雨時(shí),濕度傳感器得到信號(hào),J1導(dǎo)通,運(yùn)放U2輸出低電平,通過(guò)A1(555集成電路)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路,輸出高電平,使繼電器J2得電,控制電機(jī)正轉(zhuǎn),晾衣架收回,仿真圖中的現(xiàn)象為燈泡發(fā)光。當(dāng)經(jīng)過(guò)定時(shí)時(shí)間T=1.1R4C1后,燈泡熄滅,完成收衣動(dòng)作,電路處于正常狀態(tài)。仿真圖中R4用于調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間。
4.2 晴天晾衣電路的仿真
圖4-2 晴天晾衣的仿真圖
如圖所示,當(dāng)天晴時(shí),R4電位器代表光敏傳感器(光敏電阻),R6用于調(diào)節(jié)光敏電阻的靈敏度,當(dāng)陽(yáng)光充足時(shí),光敏電阻阻值逐漸下降,使運(yùn)放U1A輸出低電平,該低電平信號(hào)通過(guò)A1(555集成電路)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路,輸出高電平,使繼電器J2得電,控制電機(jī)的反轉(zhuǎn),晾衣架伸出,仿真圖中的現(xiàn)象為燈泡發(fā)光。當(dāng)經(jīng)過(guò)定時(shí)時(shí)間T=1.1R3C2后,燈泡熄滅,完成晾衣動(dòng)作,電路處于正常狀態(tài)。仿真圖中R3用于調(diào)節(jié)定時(shí)時(shí)間。
總 結(jié)
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我受到了一次應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的全面系統(tǒng)的鍛煉。剛開始著手于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)什么都不明白,也不知何從下手,但經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的學(xué)習(xí)使我學(xué)到了不少新的知識(shí),也復(fù)習(xí)了很多忘記了的舊知識(shí)。這次設(shè)計(jì)使我在綜合知識(shí)的選用方面,產(chǎn)品開發(fā)的基本思想、方法方面,以及常用電路分析思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步,為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。
在搞設(shè)計(jì)的過(guò)程中會(huì)碰到很多我們不太熟悉的元件和不太了解的電路,也就是通過(guò)對(duì)這些實(shí)際問(wèn)題的解決來(lái)提高我們分析問(wèn)題和處理問(wèn)題的能力,同時(shí)也在無(wú)形中使我們養(yǎng)成了認(rèn)真和善于思考的良好習(xí)慣。這也是我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的之所在,把所學(xué)的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的電路中來(lái),并在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)一些實(shí)際的問(wèn)題并解決它,由此不僅提高了我們的動(dòng)手能里,也使我們所學(xué)的專業(yè)知識(shí)在實(shí)際中升華。
本次設(shè)計(jì)在指導(dǎo)老師以及同學(xué)的幫助下,基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的目的,軟件仿真得到了實(shí)現(xiàn)。但是,在仿真過(guò)程中也遇到少許問(wèn)題,例如EWB元器件庫(kù)中沒有傳感器之類的元器件而只能用開關(guān)或者電阻代替。而且在仿真電路時(shí)不能改變?cè)骷?kù)里面設(shè)置好的元件參數(shù)。
總之此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成對(duì)我無(wú)論是知識(shí)的拓展還是思考問(wèn)題的全面性都有很大的提高。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 王一群.電子技術(shù)及制作.福建:福建科技出版社
[2] 張中洲.電路技術(shù)基礎(chǔ).北京:電子工業(yè)出版社
[3] 任為民.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).中央廣播電視大學(xué)出版社,1986
[4] 賈更新.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)與仿真.鄭州大學(xué)出版社,2006
[5] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分.北京:高等教育出版社,2006
[6] 朱定華.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).科技大學(xué)出版社,2009
四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
附錄1 雨天智能晾衣架電路原理圖
四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
附錄2 晴天智能晾衣架電路原理圖
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