灯具论文研究现状

课程设计说明书课程设计名称： 模拟电路课程设计 课程设计题目：声光控路灯控制系统设计－控制驱动模块 学 院 名 称： 信息工程学院 专业： 通信工程 班级： 080423 学号： 20 姓名： 龙光平 评分： 教师： 陈琼、刘敏 20 10 年 4 月 2 日模拟电路 课程设计任务书2009－2010学年 第 2 学期 第 1 周－ 2 周 题目 声光控路灯控制系统设计内容及要求1. 设计要求：①光照度强（白天）路灯不点亮，光照度暗（夜晚）路灯可由声音控制；②有声音时路灯点亮，否则不点亮。2. 电路组成框图 3. 组织安排：6人一大组，每2人一小组完成框图中的一个独立部分。进度安排1. 布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备： 2天； 2. 领元器件、制作、焊接：3天3．调试＋验收： 天4. 提交报告：2009-2010学年第二学期3～7周学生姓名：刘帅、李星、龙光平、徐帮帮、陈健刚、冯希龙指导时间：第1～2周 指导地点：E楼610室任务下达 2010年 1 月16 日 任务完成 2010 年 3 月 13 日考核方式 1.评阅 √□ 2.答辩 √□ 3.实际操作√□ 4.其它√□指导教师 陈琼、刘敏 系（部）主任 陈琼摘要随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关。目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控路灯将是首选的主流产品。本次课题是声光控路灯控制系统设计，此控路灯系统的设计采用模块化结构，主要由以下三个模块组成，即声音检测放大模块、光照度检测放大模块和控制驱动模块。在设计此控制系统时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、容易、条理清晰。同时调试起来也更容易。此电路是通过对外界信号的选择而使灯泡亮的功能。本电路利用LM324对信号进行放大，LM393构成比较电路，筛选信号主要用到与门7408，和继电器控制驱动，实验中灯泡用发光二极管串联一个10k的电阻代替。该声光控路灯初步评测使用还比较方便，应用也相对比较广泛。该系统在白天或者是亮度比较大的情况下不会亮，在光照度比较小的条件下遇到声响就会亮，并且持续一段时间然后自动熄灭。该电路可应用于商品房、公司等走道上，能满足这些特定场合的需要，具有广泛的应用价值。通过本次实验，加强了我对模拟电子技术的理解以及对模拟电路的应用经过初步分析、准备和老师指导，本次课题设计除在美观方面处理得不够得当之外,本次电路设计基本完成了全部的设计要求。关键字： LM324 LM393 7408 延时 目 录第一章设计要求…………………………………………………………………… 基本要求…………………………… …………………………………… 设计任务及目标 ………………………………………………………… 主要参考器件 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 2第二章 电路设计原理及单元模块•••••••••••••••••••••••••••••••••••• 设计原理••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 设计方案••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 单元模块••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 与门7408信号筛选模块 ………………………………………… multisim仿真图…………………………………………………6 三极管放大模块 ……………………………………………… 继电器驱动模块………………………………………………… 8第三章 安装与调试••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 电路的安装••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 控制驱动电路的调试•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 系统调试…………………………………………………………………11第四章 实验小结•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 心得与体会 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 结论………………………………………………………………………13参考文献•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••14附 录一••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 15附 录二••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 16第一章 设计要求 基本要求：（1）白天由于光敏电阻或其它器件控制，不受声音的影响，不工作。（2）晚，正常受声音控制，拍手之类的声音灯亮，亮后30秒熄灭； 设计任务及目标： （1）根据所学知识画出设计原理图。（2） 分析各模块电路的功能。（3）按原理图焊接好电路，然后调试，直到达到设计要求。（4）完成课程设计报告。 主要参考器件： LM324 LM393 与门7408第二章 电路设计原理与单元模块2．1 设计原理声光控路灯的控制驱动系统总体参考方案图如图2-1所示。它包括声音信号和光照度信号的筛选模块、三极管放大模块、继电器控制驱动三个模块组成。从外界进行信号混合筛选和驱动控制系统，从而达到灯泡发亮的功能。 图 声光控路灯控制驱动系统设计框图声音信号和光照信号筛选模块主要依靠与门7408对信号进行筛选只有都是高频信号才能通过。三极管放大模块是对进来的信号进行放大。继电器控制驱动模块是使信号达到灯亮的目的，从而达到实验设计要求。2．2 设计方案该课程设计的是声光控路灯控制系统。将该装置安装在楼道、走廊或卫生间等场所，在夜间或光线不足时，有人走动或发声时，灯会自动点亮，延时30S秒后自动熄灭。在白天，控制开关不通，有光时，即使有声音也不能亮。该课程设计的目的是声光控路灯控制系统的设计与制作，其主要工作方法是由声控和光控传感器来感应四周环境的变化，而做出相关的动作，从而控制照明灯的开关。白天当光线照射到光敏电阻上时，其通过感应使电路封锁声音通道，使声音脉冲不能通过，则灯泡不受声音控制，即声控传感器暂时失去作用，灯泡不亮。夜间或光线较暗时，光敏电阻因无光照呈低阻，经感应使声音通道开通，当有人走动或有人谈话时，通过声控传感器的感应，使得灯泡自动点亮，经过内部设定的时间后，灯泡自动熄灭。2．3 单元模块 与门7408模块与门又称“与电路”。执行“与”运算的基本门电路。有几个输入端，只有一个输出端。当所有的输入同时为“1”电平时，输出才为“1”电高，否则输出为“0”电平。 与的含义是∶只有当决定一件事的所有条件都具备时，这个事件才会发生。逻辑与也称逻辑乘。图 与门工作图一个与门芯片一般有14个管脚，其中分四个分块工作每个分块工作图如图2-1，其中7管脚接地，14管脚接5V的电压。信号从两个输入端输进，经信号筛选看是否出来信号。图 与门14管脚图与门表达式：F = A * B表 与门电路状态表A B F0 1 01 0 01 1 10 0 与门信号Mutisim2001的仿真图注：输入为一个高电平信号和一个低电平信号时，经过与门没有信号出来。如图所示图：低电平信号注：当输入的都是低电平信号的时，经过与门后没有信号出来。如图所示图：低电平信号图注：当输入的都是高电平信号时，经过与门后出来一个高电平信号。如图所示图：高电平信号图 三极管放大模块为了使进来的信号达到固定要求，必须对信号进行放大，所以本模块采用的是三极管9013来放大。晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，本次试验使用的事NPN硅管。 对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极c。 三极管是一种电流放大器件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。图 三极管工作原理图 继电器控制驱动模块该实验设计的最后一个驱动控制模块是继电器。 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。 该实验设计采用的是电磁继电器。电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。 图 继电器原理图第三章 安装与测试 电路的安装一．电路安装要注意几个原则：1.先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊等等；2. 布线尽量使电源线和地线靠近实验电路板的周边，以起一定的屏蔽作用；3. 最好分模块安装。此外焊接时不能出现虚焊、假焊、漏焊，更不能出现过焊，因为有些器件，不能耐高温，比如焊接三极管时，电烙铁绝对不能停留太久。 控制驱动电路的调试 本实验调试分三部分，首先给电路一个高频信号和一个低频信号，和两个低频信号，用示波器检测与门过后是否有信号。若没有信号则说明与门工作正常。再输入两个高频信号，看输出是否有信号，若有信号则说明与门工作正常，否则就是芯片有问题需更换芯片。若有信号进来，但灯泡未亮，则可能是信号太小没有达到继电器闭合的电流限度。这是应调整三极管，增加放大倍数。 系统调试 将三个模块连接好，附上电源。看实验是否达到预定效果。若没有，则用示波器逐个检测信号，再检查是否存在虚焊的问题。直到达到实验效果。调试过程中如果发现电路不是怎么灵敏，可以调节声音检测放大系统的电位器，增加它的灵敏度。此外，还需要多次上电调试，观察电路是否有其他状况，是否有不稳定的情况发生。在调试过程中尤其要注意电路中的虚焊，如果电路不稳定，很有可能是虚焊引起的。在调试电路过程中，电路就出现了不稳定的问题，主要是灯时亮时不亮，最后发现时由于电源线虚焊了，经过重新检查和焊接，问题的得到解决。图 驱动模块实物图第四章 实验小结 心得与体会在这两周的电子技术设计中，完成了“声光控路灯控制系统设计”的课题。这是一种声音和光照双控照明灯，它可以用于楼梯、过道、库房的场合。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的咪头只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节点。由于此电路在光线较暗时是否接通取决于声音的强弱，因此为加强其工作效应，设计了信号放大整形电路，微弱的信号经过此电路加工也能使开关工作。本次的声光控路灯的设计实践将平时学到的知识应用到了实践，深化了对模拟电子设计的认识，在设计的实践中获得新知。学习了的理论知识和实践操作，不仅仅得到的是课本上的东西，更重要的是通过自己的独立动手，老师和同学的耐心指导，学会了分析电路、设计电路的步骤以及仿真焊接等。在此设计中利用到了三极管的放大 、光敏效应，温习了LM324的知识与应用， 进一步空固和掌握前面所学的基础知识，加深对了对模拟电路的理解，对元器件的使用更加深刻。设计一开始不知如何下手，经过查阅资料和老师指导，终于成功的完成了设计。懂得了无论是生活还是学习都离不开外界的力量，当然也要有自己的努力，老师说：“做得好不好是另外一回事，但是要自己动手去做，认真思考。”这次的设计有很多的不足，做得比较辛苦效果却不是很好，很多东西平时学得也不透彻，觉得做一次课程设计从每一个细节都是在锻炼。从中收获良多，能把知识真正变成自己的东西。.结 论本设计主要通过模块化思想，逐步实现设计所需达到的功能要求：声音检测放大模块是对外界信号的感应系统。光照度检测模块主要是感应外界光照度。继电器控制驱动模块主要是为了实现对外界光信号和声音信号的感应，从而筛选出高频信号，达到灯亮的功能。此次课程设计采用的电路原理基于模拟电子电路的基本知识，模块化的设计理念是此次设计的亮点。对于信号的放大可以用LM324做，再经过延时比较出来一个感应信号。对于光照信号，采用桥式电路可以更好的采取光信号，再经过放大比较出来一个感应信号。然后由与门检测感应信号，从而达到驱动的目的而使灯发亮。该设计虽然比较粗糙，但随着能源的供应紧张化，节能的目的显得越来越重要。该设计的目的就是节能。因此该设计还是很有发展潜力的，而且控路灯相对长明灯来说方便、廉价，所以在未来的一段时间内，该设计的前景非常美好。参考文献〔1〕童诗白.模拟电子技术基础（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2006 〔2〕高吉祥.电子技术基础实验与课程设计[M].北京：电子工业出版社，2002[3] 邱关源.电路（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006[4] 邓谦.低频线路指导书[M].南昌：南昌航空大学信息工程学院，2009[5] 胡斌.图表细说电子元器件[M].北京：电子工业出版社2008[6] 郑步生.Multisim2001电路设计及防真入门与应用[M].北京：电子工业出版社2008附录一 元器件清单序号 类型 型号 数量1 芯片 LM324 22 LM393 23 CD7408 14 MIC 15 继电器 9V 16 电容 104 47 47uF 18 二极管 发光二极管 19 4148 210 三极管 9013 111 电阻 200k 112 47k 113 10k 1214 2k 215 1k 116 电位器 20 117 10k 318 2k 1附录二 方案总原理实物图

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住宅应急照明设计及施工常见问题论文

摘要 ：随着科技的不断发展，应急照明设计已经成为了各类建筑中的标配。作为建筑内部必不可少的组成部分，应急照明系统影响着人们的日常生活。但是，就我国目前的应急照明系统来看，在设计与施工方面还存在着一些问题，亟待人们的解决。本文将简要分析应急照明的供电电源以及控制方式，探讨住宅应急照明中的具体设计，研究其中存在的问题，寻求相应的解决方案。

关键词 ：应急照明；设计；施工；常见问题

为了保障照明系统在出现故障时，人们能够正常的进行工作和生活，避免出现人身安全事故，做好应急照明是十分关键的。应急照明就是指当正常的照明出现故障时，能够在最短的时间内恢复照明功能，保障人们的安全。因此，在住宅建筑进行建设的过程中，施工人员应该按照规范要求安装应急灯，做好应急照明系统，以保证应急照明系统的正常使用。

1应急照明的供电电源

在应急照明系统中，供电电源是设计中的主要部分，是关系到应急照明能否正常使用的关键。在正常供电电源不能够使用时，需要转换到应急照明系统的供电电源，主要可以分为如下的几种。

蓄电池电源

利用蓄电池作为电源，是将蓄电池放置在灯内。当线路出现故障时，灯内可以提供电源，对其照明没有影响。这种电源的优点在于供电方式安全可靠、转换速度高，缺点是投资大、耗费资金多、蓄电池出现故障后影响面积大等问题。

柴电发电机组成电源

利用柴电发电机组成供电电源，一般是在条件有限的情况下。这种供电电源的优点在于运行的时间较长，缺点在于启动时间较长，应急照明设备启动大约需要15s。因此，这种供电电源大多数作为后备照明或者是疏散照明，不能够单独的用于安全照明系统。

电网回路分开的电源

这种供电电源是来自与电网、正常电回路分开的电源，其优点在于转换时间短、能够满足各种转换情况、工作时间长、供电安全可靠。缺点在于设置较为复杂，一般只用于大中型工厂中的应急照明，普通住宅不适用此种供电电源。

组合电源

组合电源是指以上两种或者两种以上的供电方式进行组合。根据不同的建筑物使用一种供电电源不能够满足实际情况，往往会选择组合的方式。不仅仅可以节约资金，而且还可以提高线路的安全可靠性，以此来提高应急照明的效果。

2应急照明的控制方式

应急照明系统需要得到相应的控制，才能够在正常照明发生故障时，发挥其应有的作用。应急照明的控制方式主要有集中控制和非集中控制，下面将简述这两种控制方式。

集中控制

集中控制是指把所有应急照明灯的蓄电池放在一起，做一个控制转换系统，对应急照明灯进行统一的控制。在一些公共场合中，如商场的地下停车库、住宅建筑等等的公共场合内，应急照明的控制方式往往选择集中控制。对于此类的控制方法，需要在值班室或者配电间内部设置一个照明配电箱，配置出若干个回路统一控制应急照明系统，这既能够满足火灾时的强制电量要求，也方便管理人员进行管理工作。

非集中控制

非集中控制可以分为单联单控开关控制以及单联双控开关控制。在使用单联单控开关控制时，电源线如果接线不合理，十分容易造成自带蓄电池应急灯断开蓄电池，开始照明工作，在蓄电池耗完电后，不能够进行充电。一旦发生火灾，自带蓄电池的应急灯不能够发挥自身的功能。因此，在使用单联单拍开关控制时，需要保证电源线不会因为开关的断开或者合上而引发发电。采用单联双控开关控制时，可以和火灾自动报警的系统进行联动。能够在火灾的状态下，实行强启切换，使应急灯处于打开的状态。

3住宅应急照明中的具体设计

在安装应急照明系统之前，需要对其制定具体详细的设计方案，考虑到实际的情况，便于施工人员进行安装管理工作。

应急照明的灯具

应急照明的常见方式有如图几种，其中的灯1、灯2、灯3、灯4、灯5、灯6分别代表了不同的常见类型的应急照明的灯具。其中的灯1代表着发生意外事故时，强制性点亮的.疏散指示灯。这一种类型的灯平常并不点亮，只有在火灾等意外事故发生时，才被强制点亮，常常用在高层住宅的楼梯间。灯2代表着一般照明和应急照明同时兼顾的灯，在平常的时候可以正常的进行工作，在发生火灾等意外事故时，也会持续点亮工作，经常用在住宅楼的楼梯间。灯3代表着常亮性的应急照明灯，此类应急照明灯无论是在事故状态还是在平时状态始终处于点亮的状态。灯4代表着暗型的应急照明灯具，由于平时有自然光，不需要进行点亮。当发生事故时，需要通过消防灯信号强行点亮，此类灯具一般用于楼梯间、电梯间。

应急照明的设置

应急照明可以分为三类照明，备用照明、疏散照明以及安全照明。备用照明属于正常照明系统中的一部分，在使用时，其配电线路以及控制开关应该进行分开设置，并且线路上不能设置插座。备用照明仅仅在事故发生的情况下工作，即为当正常照明断开时，备用照明系统自动投入工作。疏散照明是指在发生安全事故的情况下，让人员从室内能够安全撤离至室外的一种应急照明系统，疏散照明平时就处于点亮的状态下。安全照明一般用于正常照明突然中断会导致人员安全的危险场所。

4住宅应急照明设计中的问题

住宅应急照明系统在火灾发生时，能够起到指引人们逃离的方向的作用，对于人们的生命安全有着很重大的影响，但是，目前的住宅应急照明设计中还存在的一定的问题，不能使应急照明系统充分发挥作用。

设置位置不合理

住宅建筑内部的封闭式楼梯间、疏散走道等等的位置，都应该设置应急照明灯。在安全出口外，还应该设置疏散照明灯。疏散照明灯的安装位置应该在安装距地面相差1m地方的墙上，灯之间的距离不得大于20m。住宅地下车库的疏散标志，也应该按照合理的指导，进行设计。按照人车分流、各行其道的原理。但是，在部分的住宅建筑内，应急照明灯以及疏散照明灯的位置设置的不合理，不能够充分的发挥应急照明系统的功能。一旦发生了火灾之类的意外事故，人员疏散十分困难的情况下，应急照明不能够发挥作用，会影响到人们的生命安全，造成更大的损失。因此住宅建筑内部的疏散走道、封闭楼梯间、地下车库等地方，要按照规定的要求，设置合理的、符合规则的应急照明位置。

设置安装方式不合理

应急照明的安装方式应该按照规定要求中的进行安装，如果住宅的面积较大，应急照明安装位置不宜超过。安全出口灯的安装位置应该在安全出口距离地面小于的位置，疏散照明的装置一般安装在墙上或者是吸顶，其灯具都是单面灯，疏散指示灯在走道中的安装距离为，安装方式为暗装或者为挂墙明装。但是，在实际安装的情况中，许多安装队伍的安装应急照明系统都没有按照规定要求进行安装，草草了事，不符合规定要求的安装方式，可能会导致灯具的使用寿命过短，发生事故时应急照明系统无法发挥作用。

设置控制方式不合理

应急照明系统一般是按照楼层、防火分区设置一组应急电源的装置，但是在设计中常常忽略了楼梯之间应急照明系统的控制方式。应急照明系统中的控制方式一般分为集中控制以及非集中控制两种方式。在实际住宅的应急照明系统控制方式中，有的将应急照明的设置跨越了不同的防火分区，有的将楼梯间的应急照明接入了本层楼梯中的应急照明的电源。楼梯间作为一个独立的防火分区，也是一个重要的疏散渠道，应该设置一个专门的配电箱，专门用来供应楼梯间的应急照明。一旦发生火灾时，应急照明系统出现了问题，也不会影响楼梯间的应急照明，便于人员疏散，提高住宅内部的安全指数。

5结束语

综上所述，应急照明作为住宅内部的重要组成部分，发挥着不可替代的作用，设计人员以及施工人员应该给与高度的重视，防止出现设置位置不合理、设置安装方式不合理以及设置控制方式不合理的问题。在设计的过程中，设计人员应该根据住宅内部的使用特点、其他应急电源的分布情况等等，进行综合的考虑，合理的选择应急照明电源。施工人员则需要按照规定要求进行施工操作，保障住宅内应急照明系统的正常使用，提高人们的安全保障。

参考文献

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