КУРСОВОЙ ПРОЕКТ ПО ЭЛЕКТРОНИКЕ
пояснительная записка
Тема: дистанционный выключатель освещения.
В учебных заведениях нередка ситуация, когда все источники освещения включены, в то время, когда достаточно одного-двух, например, над столом преподавателя. Это приводит к чрезмерному расходу электроэнергии, а следовательно и денег.
Данную проблему пытались решить при помощи установки раздельных выключателей для каждого ряда светильников. Тем не менее, ситуация в основном остается прежней: зачастую все светильники включаются с началом занятий, а отключаются только после их окончания. Таким образом, видна неэффективность использования традиционных выключателей.
Целью курсового проекта была проектировка и изготовление модели устройства, предназначенного для дистанционного включения и выключения освещения при помощи узконаправленного пучка света высокой яркости, получаемого от т.н. “лазерной указки”.
Лазерная указка выбрана по причине ее доступности, а также высокой яркости и узкой направленности светового пучка, что необходимо для четкой пространственной селекции в условиях переменной освещенности.
Для управления устройством выбран оптический канал по причине его эффективности, простоты реализации управляющей схемы, доступности датчиков, а также возможности организации пространственной селекции, что необходимо при совместном применении нескольких устройств. Немаловажное значение имеет также удобство применения, которое преимущественно и определяет его эффективность в данных условиях.
Спроектированное устройство может применяться для включения освещения в больших помещениях: учебных кабинетах, лабораториях, аудиториях и др. Установка устройств на отдельные светильники или их группы позволяет гибко управлять количеством и конфигурацией включенных светильников, задействуя только необходимые в данный момент источники, и тем самым экономить электроэнергию.
Разработанное устройство дешево в изготовлении, надежно, экономично и практически не нуждается в наладке, что позволяет организовать его серийное производство.
 |
Устройство состоит из датчика на основе фотодиода VD1, переменного резистора R1, выполняющего роль регулятора чувствительности, порогового элемента на транзисторе VT1, усилителя тока на транзисторе VT2, электронного ключа на транзисторе VT3, триггера на электромагнитном реле K1 и двухполупериодного выпрямителя на диодах VD2 – VD5 и сглаживающем конденсаторе C2, собранного по мостовой схеме. Схема питается напряжением порядка 25 – 30 В.
Описание работы устройства.
Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии светодиод затемнен и обладает очень большим сопротивлением. На базу транзистора VT1 через резистор R1 поступает положительное запирающее напряжение. Транзистор находится в закрытом состоянии. В этом состоянии сопротивление его участка коллектор-эмиттер бесконечно велико. На базу транзистора VT2 через резистор R2 поступает отрицательное напряжение, отпирающее его. Транзистор открыт. Через его участок коллектор-эмиттер положительное напряжение поступает на базу транзистора VT3 и запирает его.
При освещении фотодиода его сопротивление резко снижается до величины порядка 100 кОм. В результате на базу транзистора VT1 начинает поступать отрицательное напряжение. Транзистор VT1 открывается и через его участок коллектор-эмиттер на базу транзистора VT2 подается положительное напряжение, запирающее его. Через резистор R3 на базу транзистора VT3 поступает отрицательное напряжение и транзистор открывается. Затемнение фотодиода возвращает схему в начальное состояние.
Рассмотрим работу триггера на основе реле K1. Транзистор VT3 играет роль электронного ключа, управляющего работой триггера.
В исходном состоянии контакты K1.1 реле K1 находятся в состоянии, показанном на схеме. Конденсатор C1 заряжается через нормально замкнутые контакты и резистор R4. При открытии транзистора VT3 сопротивление его участка коллектор-эмиттер резко уменьшается. Конденсатор C1 начинает разряжаться через открытый участок коллектор-эмиттер транзистора VT3 и обмотку реле K1. Через нее начинает протекать электрический ток. Якорь реле притягивается и контакты K1.1 переходят в противоположное положение. Реле самоблокируется, то есть через замкнутые контакты K1.1 и резистор R5 на его обмотку подается электрический ток, который притягивает якорь и удерживает контакты в данном положении. Закрытие транзистора VT3 не вызовет изменения состояния триггера.
Теперь открытие транзистора VT3 приведет к тому, что конденсатор C1 начнет заряжаться через его участок коллектор-эмиттер, резистор R5 и замкнутые контакты K1.1. Это вызовет падение напряжения на обмотке реле K1, оно отпустит и контакты K1.1 вернутся в исходное положение.
Второй группой контактов K1.2 реле K1 управляет (включает/отключает) работой нагрузки.
Перечень используемых деталей.
В устройстве используются следующие детали:
Фотодиод VD1 – типа ФД-3 или аналогичный.
Потенциометр R1 – типа СП-04, 430 кОм.
Резистор R2 – типа МЛТ-0,25, 10 кОм.
Резистор R3 – типа МЛТ-0,25, 1,8 кОм.
Транзисторы VT1-VT3 – МП25, МП26 с любым буквенным индексом и статическим коэффициентом передачи тока не менее 30 – 40.
Оксидный конденсатор C1 – типа К50-6, 100 мкФ х 50 В.
Резистор R4 – типа МЛТ-0,25, 3,3 кОм.
Резистор R5 – типа МЛТ-0,25, 1,3 кОм.
Электромагнитное реле K1 – типа РЭС-22, МКУ-48 либо аналогичное, с сопротивлением обмотки ~1200 Ом и токами срабатывания/отпускания ~22/15 мА.
Резистор R6 – типа МЛТ-0,25, 10 кОм.
Оксидный конденсатор C2 – типа К52-2, 200 мкФ х 50 В.
Выпрямительные диоды VD2-VD5 – Д226Б.
Вместо диодов можно установить выпрямительный мост типа КЦ405А.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.