楼道延时触摸开关

楼道延时触摸开关 毕业报告 楼道延时触摸开关 学生姓名 所 在 系 电子工程系 班 级 专 业 指导教师 2010 摘要 摘要 摘要:目前市场上所遇到的自熄开关主要有声光控延时开关，天黑以后，当有人走过楼摘梯通道发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮提供照明，而有些时候实际不需要亮的时候也在亮，这是声控的缺点，而光控的很多时候都是常亮造成一定资源浪费，而接触式就很好的解决了这个问，接触后灯会在一定时间常亮，不会受自然因素的影响，达到了节能的目的。且具有一定适用性，我们上楼之后，又不方便下楼开关，而接触式就很好的解决了这个问题。接触式延时开关主要运用了晶闸管的部分特性，及电容充放电原理来达到开关控制。 关键词: 延时开关 节能 晶闸管 I 目录 目 录 第1章 设计要求 ..................................................... 1 1.1 楼道延时开关的理论 ......................................... 1 1.2 实现方式的确定 ................................................. 1 第2章 制作流程 ..................................................... 2 2.1.1熟悉晶闸管的开关作用 .......................................... 2 2.2.2桥式整流电路原理 .............................................. 5 2.2.3三极管的开关作用 .............................................. 7 2.2.4稳压管的作用 .................................................. 8 2.2 用Multisim 7仿真软件完成对电路的理论分析 ..................... 10 2.2.1系统概述 .........................................................................................10 2.2.2系统原理 .........................................................................................10 2.2.3单元电路设计 ................................................................................. 11 2.2.4用Multisim仿真测试 ....................................................................12 2.3 实物的制作 .................................................... 15 2.3.1制作注意事项 .................................................................................15 2.3.2 焊接调试 ........................................................................................16 第3章 结论和展望 .................................................. 21 3.1 本论文研究总结 ................................................ 21 3.2 前景展望....................................................... 22 致谢 ................................................................ 23 附录 ................................................................ 24 参考文献............................................................ 25 II 第1章 设计要求 第1章 设计要求 1.1 楼道延时开关的理论分析 , 要求:设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时， 照明灯点亮，并延续一段时间后自动熄灭。开关的延时时间约1分 钟左右。 , 分析:通过对课题和要求的理解，我们可以知道要想通过触摸来达 到控制220V交流，有几种方法可行:有运用所学555定时器来控 制，还有就是单片机，再有就是晶闸管，而晶闸管又有二种一种使 运用了D触发器，另一种就是直接运用了三极管。 1.2 实现方式的确定 由前面可知可选择的实现方式由4种，运用555定时器电路比较复杂，单片机电路简单但不是很熟悉且造价也贵，综合考虑我选择了晶闸管，其特点电路比较简单外，造价便宜，维修方便。 自从50年代，硅晶闸管问世以后，20多年来，功率半导体器件的研究工作者为达到上述理想目标做出了不懈的努力，并已取得了使世人瞩目的成就。60年代后期，可关断晶闸管GTO实现了门极可关断功能，并使斩波工作频率扩展到1kHz以上。70年代中期， 高功率晶体管和功率 MOSFET问世，功率器件实现了场控功能，打开了高频应用的大门。80年代，绝缘栅门控双极型晶体管 (IGBT) 问世，它综合了功率 MOSFET和双极型功率晶体管两者的功能。它的迅速发展，又激励了人们对综合功率MOSFET和晶闸管两者功能的新型功率器件- MOSFET门控晶闸管的研究。因此，当前功率器件研究工作的重点主要集中在研究现有功率器件的性能改进、MOS门控晶闸管以及采用新型半导体材料制造新型的功率器件等。 经过人们的不懈努力，虽然硅双极型及场控型功率器件的研究已趋成熟，但是它们的性能仍在不断得到提高和改善，近年来出现的IGCT和IEGT可望比MCT更早地取代GTO。采用GaAs，碳化硅等新型半导体材料制成功率器件，实现人们对“理想器件”的追求，将是下个世纪电力电子器件发展的主要趋势。 1 第2章 制作流程 第2章 制作流程 2.1.1晶闸管的开关作用 (1).晶闸管的开关作用 晶闸管是一种开关组件，广泛的应用在各种电路，以及电子设备中。典型的小电流控制大电流的组件，通过一个电流很小的脉冲触发，当晶闸管处于导通状态时它的电阻变得很小相当于一跟导线。 (2).晶闸管的结构和工作原理 晶闸管是四层三端器件，它有J、J、J三个PN结,可以把它中间的NP分123 成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。如图图2-1.1所示: 图2-1.1等效图 2 第2章 制作流程 图2-1.2 器件符号 当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN结J失去阻挡作用。每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极2 电流。因此是两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门极电流Ig流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通。 设PNP管和NPN管的集电极电流分别为I和I，发射极电流相应为IaC1C2 和I，电流放大系数相应为α=I/Ia和α=I/I，设流过J结的反相漏电k1C12C2k2流为I，晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和: CO Iа=IC1+IC2+ICO (1) =α1Ia+α2Ik+ICO 若门极电流为Ig，则晶闸管阴极电流为: Ik,Ia，Ig 得出晶闸管阳极电流为: ， IcoIg,аI (2) 1,(α1，α2) 硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数α和α随其发射极电流的改变12 而急剧变化。当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未接受电压的情况下，式(2)中Ig=0，(α+α)很小，故晶闸管的阳极电流Ia?I，晶闸管处于正向阻断12CO 状态;当晶闸管在正向门极电压下，从门极G流入电流I，由于足够大的I流gg经NPN管的发射结，从而提高放大系数α，产生足够大的集电极电流I流过2C2PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数α，产生更大的集电极电流1 3 第2章 制作流程 I流经NPN管的发射结，这样强烈的正反馈过程迅速进行。 C1 当α和α随发射极电流增加而使得(α+α)?1时，式(2)中的分母1212 1-(α+α)?0，因此提高了晶闸管的阳极电流Ia。这时，流过晶闸管的电流12 完全由主回路的电压和回路电阻决定，晶闸管已处于正向导通状态。晶闸管导通后，式(2)中1-(α+α)?0，即使此时门极电流Ig=0，晶闸管仍能保持原来12 的阳极电流Ia而继续导通，门极已失去作用。在晶闸管导通后，如果不断地减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流I以下时，由于Hα和α迅速下降，晶闸管恢复到阻断状态。 12 (3).晶闸管的工作条件 ?晶闸管承受反向阳极电压时，无论门极承受何种电压,晶闸管都处于关断 状态。 ?晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导 通。 ?晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压,无论门极电压如何， 晶闸管保持导通,即晶闸管导通后，门极失去作用。 ?晶闸管在导通情况下，当主回路电压或电流减小到接近于零时，晶闸管关 断。 (4).晶闸管的管脚鉴别 ?单、双晶闸管的判别: 先任测两个极，若正、反测指针均不动(R×1挡)，可能是A、K或G、A极(对单向晶闸管)也可能是T2、T1或T2、G极 (对双向晶闸管)。若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向晶闸管。且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十 至几百欧，则必为双向晶闸管。再将旋钮拨至R×1或R×10挡复测，其中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为G极，黑笔所接为T1极，余下是T2极。 4 第2章 制作流程 图2-2 晶闸管管脚 ?性能的差别: 将旋钮拨至R×1挡，对于1,6A单向晶闸管，红笔接K极，黑笔同时接通G、A极，在保持黑笔不脱离A极状态下断开G极，指针应指示几十欧至一百欧，此时可控硅已被触发， 且触发电压低(或触发电流小)。然后瞬时断开A极再接通，指针应退回?位置，则表明可控硅良好。 对于1,6A双向晶闸管，红笔接T1极，黑笔同时接G、T2极，在保证黑笔不脱离T2极的前提下断开G极，指针应指示为几十至一百多欧(视晶闸管电流大 小、厂家不同而异)。然后将两笔对调，重复上述步骤测一次，指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧，则表明晶闸管良好，且触发电压(或电流)小。 若保持接通A极或T极时断开G极，指针立即退回?位置，则说明晶闸管2 触发电流太大或损坏。可按图2方法进一步测量，对于单向晶闸管，闭合开关K，灯应发亮，断开K灯仍不息灭，否则说明晶闸管损坏。 对于双向晶闸管，闭合开关K，灯应发亮，断开K，灯应不息灭。然后将电池反接，重复上述步骤，均应是同一结果，才说明是好的。否则说明该器件已损坏。 2.2.2桥式整流电路原理 (1).单相桥式整流电路的组成 单相桥式整流电路由四只二极管组成，其构成原则就是保证在变压器副边电压u正、负半周内正确引导流向负载的电流，使其方向不变。设变压器副边2 两段分别为a和b，则a为“，”、b为“,”时应有电流留出a点，a为“-”、b为“，”时应有电流流入a点;相反，a为“，”、,为“,”时应有电流流入,点，,为“,”、,为“，”时应有电流流出,点;因而,和,点均应分别接两只二极管，以引导电流;如图2-3所示。 5 第2章 制作流程 图2-3 桥式整流原理 (2).工作原理 u2,U22sin,t设变压器副边电压，U为其有效值。 2 当,为正半周时，电流由a点流出，经过V、R、D流入b点，因而负载21L3 uo,u2电阻R上的电压等于变压器副边电压，即，V和V管承受的反响电压为24L ,u。当u为负半周时，电流由b点流出，经V、R、V流入a点，负载电阻222L4 uo,,u2R上的电压等于,u，即，V、V承受的反向电压为u。 L2132 这样，由于V、V和V、V两对二极管交替导通，致使负载电阻R上在u1324L2 uo,2U2sin,t的整个周期内都有电流通过，而且方向不变，输出电压。如图2-4所示为单相桥式整流电路各部分的电压和电流的波形。 6 第2章 制作流程 图2-4 桥式整流电路电流、电压波形 (3).输出电压平均值U和输出电流平均值I O(AV)O(AV) 根据图2-4中所示u的波形可知，输出电压的平均值 o ,1U(O)AV,2Usin2,td(,t) ,0, 22U2U(OAV),,0.9U2解得 , 由于桥式整流电路实现了全波整流电路，它将u的负半周也利用起来，所2 以在变压器副边电压有效值相同的情况下，输出电流的平均值(即负载电阻中的电流平均值) ()0.92UOAVU(),,IOAV RLRL 在变压器副边电压相同、且负载也相同的情况下，输出电流的平均值也是半波整流电路的两倍。 根据谐波分析，桥式整流电路的基波U的角频率是u的2倍，即100HZ，OIM2 2U2UOIM,，22。故脉动系数 ,3 U2OIM,,,0.67S 3UO(AV) 与半波整流电路相比，输出电压的脉动减小很多。 2.2.3三极管的开关作用 三极管工作在饱和导通状态(发射结和集电结都是正偏置)时，其c-e极间电压很小，比PN结的导通电压还要低(硅管在0.5V以下)，c-e极间相当“短路”，即呈“开”的状态。 三极管在截止状态(发射结、集电结都是反偏置)时，其c-e极间的电流极小(硅管基本上量不到)，相当于“断开(即‘关’)”的状态。 三极管开关电路的特点是开关速度极快，远远比机械开关快，没有机械接点，不产生电火花。开关的控制灵敏，对控制信号的要求低，导通时开关的电压降比机械开关大，关断时开关的漏电流比机械开关大。不宜直接用于高电压、强电流的控制。 7 第2章 制作流程 2.2.4稳压管的作用 稳压二极管工作原理一种用于稳定电压的单伪结二极管。它的伏安特性，电路符号如图所示。结构同整流二极管。加在稳压二极管的反向电压增加到一定数值时，将可能有大量载流子隧穿伪结的位垒，形成大的反向电流，此时电压基本不变，称为隧道击穿。当反向电压比较高时，在位垒区内将可能产生大量载流子，受强电场作用形成大的反向电流，而电压亦基本不变，为雪崩击穿。因此，反向电压临近击穿电压时，反向电流迅速增加，而反向电压几乎不变。这个近似不变的电压称为齐纳电压(隧道击穿)或雪崩电压(雪崩击穿) 。 图2-5 稳压管特性曲线 稳压管与其普通二极管不同之处在于反向击穿是可逆性的。当去掉反向电压稳压管又恢复正常，但如果反向电流超过允许范围，二极管将会发热击穿，所以，与其配合的电阻往往起到限流的作用。 稳压二极管的主要参数 1.Vz— 稳定电压。 指稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压值。该值随工作电流和温度的不同而略有改变。由于制造工艺的差别，同一型号稳压管的稳压值也不完全一致。例如，2CW51型稳压管的Vzmin为3.0V, Vzmax则为3.6V。 2.Iz— 稳定电流。 8 第2章 制作流程 指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。 3.Rz— 动态电阻。 指稳压管两端电压变化与电流变化的比值。该比值随工作电流的不同而改变，一般是工作电流愈大，动态电阻则愈小。例如，2CW7C稳压管的工作电流为5mA时，Rz为18Ω;工作电流为1OmA时，Rz为8Ω;为20mA时，Rz为2Ω ; > 20mA则基本维持此数值。 4.Pz— 额定功耗。 由芯片允许温升决定，其数值为稳定电压Vz和允许最大电流Izm的乘积。例如2CW51稳压管的Vz为3V，Izm为20mA，则该管的Pz为60mWo 5.Ctv— 电压温度系数。 是说明稳定电压值受温度影响的参数。例如2CW58稳压管的Ctv是+0.07%/?C，即温度每升高1?C，其稳压值将升高0.07%。 6.IR— 反向漏电流。 指稳压二极管在规定的反向电压下产生的漏电流。例如2CW58稳压管的VR=1V时，IR=O.1uA;在VR=6V时，IR=10uA。 (三)选择二极管的基本原则 1.要求导通电压低时选锗管;要求反向电流小时选硅管。 2.要求导通电流大时选面结合型;要求工作频率高时选点接触型。 3.要求反向击穿电压高时选硅管。 4.要求耐高温时选硅管。 9 第2章 制作流程 2.2 用Multisim 7仿真软件完成对电路的理论分析 2.2.1系统概述 系统框图 照明灯 指示灯 整流电路 触发电路 延时电路 在该系统中如系统框图所示，电路主要由整流电路、延时电路、触发电路三大电路组成。在该系统中加入了LED指示灯，使要求更加的完善，方便夜间寻找“开关”位置。在触发点上也加装了一个2Mhm的电阻，使可靠性得到了进一步加强。总的来说该电路具有简单、价廉、便捷、节能等诸多优点。 2.2.2系统原理 图3-1.1 触摸延时开关电路 10 第2章 制作流程 原理综述 二极管VD,VD、晶闸管VS组成触摸开关的主回路，R、LED、与VD构1415成次回路，控制回路由三极管VT,VT等组件组成，平时LED发光指示触摸开13 关的位置，方便在夜间寻找开关。VT的集电极被VD控制在8V左右，VT,VT3513均处于截止状态，VS因为无触发电压处于关断状态，故电灯不亮。需要开灯时，只要用手触摸一下触摸电极片M，因人体泄露电流经R与R分压后注入三极管54 VT的基极，使VT迅速导通。8V直流电经过VT的c-e极向电容C充电，并经3332过R使VT导通，VT也随之迅速导通，VS因门极获得正向触发电流而导通，221 灯H即被点亮。人手离开电极片M后，因C储存的电荷通过R向VT的发射结222放电，所以仍能维持VT、VT及VS的导通，电灯H依然点亮。直至C电荷基212本放完，VT由导通转为截止，VT也随之截止，VS因失去触发电流当交流电过21 零时即关断，灯灭。改变R、R及C的数值能调节电灯每次被点亮的时间长短。232 采用附录所示数据，每触摸一次电极片M电灯H约能点亮1min左右。 电阻R的作用是使三极管VT平时处于反偏状态，以减小VT的漏电流，确433保在无触摸信号时VT始终处于截止状态。若取消R，往往因VT管子质量不佳，243其漏电流可使电容C两端电压不断上升，最终会导致VT误导通使电灯H点亮。 22 2.2.3单元电路设计 ?照明灯电路: 照明电路采用220V交流输出，将功率小于100W的灯泡与整流电路部分串联连接。 ?整流电路: 电路中采用四个IN4007二极管，互相接成桥式结构。利用二极管的电流导向作用，在交流输入电压U的正半周内，二极管VD、VD导通，VD、VD截止，1324在负载R上得到上正下负的输出电压;在负半周内，正好相反，VD、VD截止，L13 11 第2章 制作流程 VD、VD导通，流过负载R的电流方向与正半周一致。因此，利用四个二极管，24L 使得在交流电源的正、负半周内，整流电路的负载上都有方向不变的脉动直流电压和电流。 ?指示灯: VD,VD、VS组成开关的主回路。平时，VS处于关断状态，灯不亮。14 VD,VD输出220V脉动直流电经R限流，VD稳压，C滤波输出约8V左14152 右的直流电供VT使用。此时LED发光，指示开关位置，便于夜间寻找开3 关。 ?延时电路: 延时电路的实现，主要运用电容的充放电原理。在VT3得到触发信号导通后，电流流经电容C2进行充电，电容储存一定量的电荷。当人手离开电极片后，触发信号消失，电容放电使VT、VT、VS保持一定时间内处于导通状态下，实现21 灯泡H延时1min左右后熄灭。延时时间长短主要由R、C充电时间常数决定，22 若要延长或缩短延时时间，可适当增大或减小R、C的数值。 22 ?触发电路: 触摸灯的触摸开关是通过人体接触后产生的电流泄露而工作的。当用手触摸一下触摸开关的电极片M时，人体泄漏电流使VT3导通。此时，电容C2开始充电，VT2、VT1随即导通，晶闸管门极得到正向触发电流导通。(其中泄露的电流十分微小，只有多少微伏。而人体本身带的静电都有几千几万伏。所以触摸开关对人体的影响是微乎其微的几乎没有。) 2.2.4用Multisim仿真测试 (1).系统电路仿真 触摸延时开关电路的仿真测试，是基于Multisim环境下进行仿真(元件选取如附录所示)，对系统做软件仿真可以进一步加深对系统功能的认识。以下主要对系统电路，以及输入信号、整流、滤波、稳压电路仿真。 如图3-1.2所示，为电极片受到触发信号后，三极管VT、VT、VT依次导321 12 第2章 制作流程 通，并且伴随着电容C、C的充电过程。当触发消失后电容C、C放电，灯泡2121H维持点亮状态，当1min左右后灯泡熄灭，回到如图3-1.1所示状态。对C、2R元件的参数修改后，灯泡H可以维持点亮的时间长短也随即发生变化。 2 图3-1.2 触摸延时开关电路仿真测试 (2).各功能电路仿真测试 图3-2.1为输入信号仿真波形，输入信号为完整的正弦波。经过整流、滤波、稳压后，波形依次如图3-2.2、3-2.3、3-2.4所示。 图3-2.1 输入电压仿真波形 13 第2章 制作流程 图3-2.2 整流电路仿真波形 图3-2.3 滤波电路仿真波形 14 第2章 制作流程 图3-2.4 稳压电路仿真波形 2.3 实物的制作 2.3.1制作注意事项 1、 二极管、三极管在安装时，一定要注意极性不要插反，严格按线路板上的标识安装; 2、 发光二极管安装时所留管脚的长度应与安装盒子配合确定，发光管伸出盒子的长度应保持不超出面板为宜; 3、 安装触摸金属片时，先将图钉插入面板中间孔位，然后在背面将图钉折弯，使图钉固定，用电烙铁在折弯的引脚处上锡，电路板全部焊接完成后，将线路板上触摸输入端引线与图钉连接即可; 4、根据《附录》选择相关元器件; 15 第2章 制作流程 2.3.2 焊接调试 焊接准备 焊接前的准备工作主要是对烙铁头的预处理。在烙铁架的小盒内准备好清洁海绵并用水浸湿，准备好助焊用的松香。待电烙铁接通电源片刻后，在烙铁头的温度大约达到松香的熔解温度(约150?)时，将烙铁头插入松香，让其表面涂覆一层松香，再等片刻，待烙铁头温度达到焊锡的熔解温度(约230?)时，在烙铁头部(约5~10mm)表面均匀熔化并覆盖一层光亮的锡层。此时即完成准备工作。 在焊接过程中，如发现烙铁头沾上焦化的助焊剂或其它黑色残留物时，应随时在清洁海绵上擦拭，除去烙铁头部的残留物。如有必要，可将烙铁头放在清洁海绵上数秒钟，降低其温度后再迅速插入松香，这样可以将烙铁头的氧化锡还原，以保持光亮的覆盖层。这一点，对于保证烙铁头很好地传导热量和焊接点的清洁至关重要。 焊接步骤 烙铁焊接的操作步骤可以分解为四个步骤，要获得良好的焊接质量，应严格按图1所示的步骤进行操作。 烙铁头接触焊锡丝烙铁头送上焊锡被焊部位脱离焊点脱离焊点 图1 烙铁焊接步骤 按上述步骤进行操作时获得良好焊点的关键之一。在实际操作中，最常见的违规操作方式是烙铁头不先和被焊部位(包括焊盘和器件的管脚)接触，而是先和焊锡丝接触，让熔化的焊锡去加热被焊部位，这样很容易造成虚焊的现象。这是因为焊锡丝中的松香被提前加热而挥发，降低了焊锡的活性和浸润能力;同时被焊部位没有被充分预热，在与熔化的焊锡接触时，必然出现热传导， 16 第2章 制作流程 降低焊锡表面的温度，使得焊锡表面出现凝结，无法与被焊部位有效结合。上述两个因素都会导致焊锡无法充分浸润被焊部位，是造成虚焊主要原因。因此，保证烙铁头先和被焊部位接触，对被焊部位预热再焊接，是防止虚焊最有效的方式。 焊接要领 掌握焊接要领是获得良好焊点的关键，一般焊接要领有以下几点: 图2 焊接操作示意图 烙铁头与被焊部位的接触方式 被焊部位通过与烙铁头接触获得焊接所需要的温度，因此要掌握下列要领: 1. 接触位置:烙铁头应同时接触需要互相连接的两个被焊点(如器件的 管脚和焊盘)，烙铁一般倾斜45?，如图2(a)所示，应避免只与其 中一个被焊点接触。当两个被焊件热容量相差较大时，应适当调整烙 铁倾角，使热容量较大的被焊件与烙铁头的接触面增大，加强热传导。 两个被焊件能在相同的时间内被加热到相同的温度，被视为加热的理 想状态。 2. 接触压力:烙铁头与被焊部位接触时应略施压力，以增强热传导的效 果。热传导强弱大体上与施加压力大小成正比，但须以对被焊部位不 造成损害为前提。 焊锡的供给方法 焊锡的供给方法主要掌握3个要领:供给时间、位置和数量。 17 第2章 制作流程 1. 供给时间:原则上时被焊部位升温达到焊锡的熔解温度时立即送上焊 锡。 2. 供给位置:送进的焊锡应接触烙铁头的对面一侧，如图2(b)所示。 这是因为熔解的焊锡具有向温度高的方向流动的特性，因此在对侧送进 的焊锡会很快流向烙铁头接触部位，以保证焊点四周均匀布满焊锡。若 供给时焊锡直接与烙铁头接触，焊锡很快熔化覆盖在接触点附近，不能 均匀布满整个焊点，很容易造成虚焊。 3. 供给数量:要求焊接部位既要有适量的焊锡，焊点表面光洁，型如弯月， 又要能看出内在构件的轮廓。焊锡过量则造成“馒头”形状，容易掩盖 虚假焊点，不利于人工目检;焊锡过少又会影响焊点的机械强度。 对于需要支撑较重器件或需要通过大电流(数百mA以上)时其易受发 热器件温度影响的焊点，一般在设计时都有所考虑，焊盘的大小和形状 与常规焊盘不同，焊点处需要堆积较多的焊锡，一般称为加强锡。 烙铁头的脱离方法 烙铁头脱离焊点的要领主要掌握脱离时间和脱离动作，这对焊点的质量和 外观有很大的决定作用。 1. 脱离时间:观察到焊锡已经充分浸润焊接部位，而助焊剂尚未完全挥发， 且焊点处于光亮时刻立即脱离。若焊点表面变得粗糙无光泽，或助焊剂 出现变色焦化，则说明脱离时间太晚。 2. 脱离动作:脱离动作要迅速，一般沿焊点的切线或引线方向拉出。在即 将脱离焊点前烙铁头有一个小幅度的摆动动作，然后快速地脱离焊点， 力求避免焊点表面出现拉尖现象，获得匀称地轮廓。 在烙铁头脱离焊点以后，需要注意已焊点是否已经固化，应避免在焊锡 熔融状态时拨动被焊器件或移动电路板。 焊接外观质量如图3所示。 18 第2章 制作流程 图3 常见焊点的外观质量标准 按焊接步骤将元器件按由小到达，由中到外，由轻到重的原则安装好即可。 实物如下: 1、首先我是对元器件的布局，在这里可 与选用软件protel DXP进行布局，这样可以 使原件连线时不至于过于杂乱。使实物美观。 19 第2章 制作流程 2.按焊接方法规则进行焊接，在这一过 程中要尽量细心，避免将线连接错误，造成 通电短路。 焊接过程中所遇到的问题: 1、 开始焊接时，由于盲目的焊接，没有经过规划，导致在后边的连 线中，线路纵横交错，不是很美观，后经适当的规划再重新焊接， 电路不再杂乱。 2、 在焊接过程中由于未注意到极性原件的极性，导致电容焊接错误， 后在检查过程中发现并改正。 3、 由于焊接设备的原因，导致出现虚焊、堆焊的不良现象。 4、 由于电路中对器件的更换，没有达到要求值，使电路不能正常工 作，后经处理正常。 5、 电阻选用不当，烧坏，重新测量并更换后，正常。 20 第3章 结论和展望 第3章 结论和展望 3.1 本论文研究总结 经过对触摸延时开关电路的软件仿真，以及结合所学理论知识分析，达到了最初的设计要求。能够成功的按要求控制照明灯电路，实现用手触摸电极片灯泡点亮，并在延时1min左右后自动熄灭，从而验证了电路的可行性，说明系统设计所需元件参数选取符合要求，此系统电路可以用来批量生产。 楼道触摸延时开关较普通家用开关有其优越之处，在方便的为楼道内灯光控制之余，还体现了节能的主要目的。但是楼道触摸延时也存在一定的小缺陷，出于安全考虑，在电极片背面应焊一只2MΩ左右的高值电阻，从电阻上引出软线再接到电路板上的电阻R，这样可以确保使用者的绝对安全，使用时像开关5 一样将其接入照明线路。 楼道触摸延时开关已经在早些年就服务于大众了，但是对于相关知识了解甚少。在本次的“0楼道触摸延时开关设计”中，充分运用所学的模拟电子技术基础知识、以及搜集的大量资料。明白了楼道触摸延时开关的基本原理，并且用所学知识对一些电路图改进，使其性能更加优良。 在对触摸延时开关分析、制作的过程中，很好的巩固了之前学到的模拟电子相关知识。重新学习了整流电路的相关内容，对全波整流电路、滤波电路、稳压电路有了更深刻的认识，不仅会熟练的运用计算公式，而且通过软件仿真技术观察各阶段电路的变化，对各阶段电路的波形有更形象的体会。 此电路用到了晶闸管的门极触发原理，在之前对晶闸管方面的学习只是皮毛，楼道触摸开关电路的设计之中又用到了晶闸管的控制机理。经过查阅大量的资料，现在掌握了晶闸管的基本结构、工作原理、以及管脚判别方法，对以后的电路设计有很大的帮助。 为了使触摸延时开关电路的设计更为直观，在设计过程中用到了很多次计算机仿真技术。从对系统整体电路的仿真，到各单元电路的仿真，都做了详细的数据、波形、效果记录。经过计算机仿真对电路功能的实现，做出了触摸开关的实际产品，对动手实践方面有了很大的提高。 21 第3章 结论和展望 3.2 前景展望 眼观当今世界，节能已经成为世界性的一个话题。在发展的今天自动化、智能化的东西也越来越多的出现在我们身边，简单的延时开关到复杂的智能楼宇，自动化、智能化、人性化的新事物将越来越多的走进我们的生活。 延时开关常见于公共场所，在公共场所由于人流量较大，公共场所的节能就被越来越多的人所研究探讨。 智能化的开关通常有光控开关、声控开关、触摸延时开关以及三者兼有的开关。随着中国老龄化的步入，老年人越来越多，考虑到身体原因控制开关必将越来越多的被使用。 其中该延时开关因为其电路简单，陈本低廉，操作方便也将是一个在未来有着很好前景的事物。 22 致谢 致谢 经历几个星期的时间，本次课程设计:楼道沿时开关的设计已经基本完成。通过这次的毕业设计，我基本上掌握了一般的设计步骤:首先明确设计任务，通过讨论思考及必要的简单实验和实际考查完成对总体设计指标的系统了解;进而要对整个设计系统经过深入的论证、计算以及联系实际的工作环境等一系列条件，确立自己的设计方案，然后就是对自己确立的方案进行硬件实现，包括所用元器件选型，以及控制部分整个单片机系统的硬件选型与设计，Protel绘制出整体的硬件原理图等。。 本设计系统是基于楼道沿时开关的设计，具有一定的实际意义。通过本次设计很好的完成了以晶闸管为核心，通过三极管、电阻、电容的共同控制模拟，并且通过按键有效的控制等待时间的长短的目的.其运行可靠，操作方便，适用性强，可以广泛应用于楼道，具有较大的推广价值。 由于时间比较紧张，其中不免出现一些不足的地方，但是，在短暂的时间内，从对题目的分析到方案的确定，再到软件的模拟，最后通过硬件的调试，都达到了预想的效果。 最后，在本次课程设计过程以及这两年多的学习中，各位老师给予了我极大的帮助与耐心的指导，在设计过程中不仅帮我解决了许多设计存在的问题，而且帮我弥补了许多知识漏洞，从而使得自己的课程设计能顺利完成 23 附录 附录 VD 2CW19 8V、1,2W稳压二极管 5 VS MCR100-8 触发电流小的1A、600V小型 塑封普通 晶闸管 VD,VD IN4007 整流二极管 14 LED 普通图形红色发光二极管 VT1 9012 PNP型三极管 VT2 9011 NPN型三极管 VT3 9014 NPN型三极管 R、R 5.1MΩ RTX-1/8W型碳膜电阻 13 R 5.1MΩ RTX-1/8W型碳膜电阻 2 R 20kΩ RTX-1/8W型碳膜电阻 4 R 100kΩ RTX-1/8W型碳膜电阻 5 C 0.01μF 独石或涤纶电容 1 C 10μF CD11-16V型电解电容 2 C 22μF CD11-16V型电解电容 3 照明灯 ?100W 白炽灯 24 参考文献 参考文献 [1] 陈有卿.新颖实用分立组件电子制作138例.人民邮电出 版社.2001 [2] 腾国仁.电子技能训练教程.煤炭工业出版社.2000 [3] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础(第四版).高等教育 出版社.2009 [4] 彭介华.电子技术课程设计指导.高等教育出版社.2001 [5] 康华光.电子技术基础(模拟部分).高等教育出版 社.1988 [6] 唐赣，聂典.Multisim 10原理图仿真与PowerPCB 5.0.1 印刷制电路板设计.电子工业出版社.2009 25