光电检测技术与应用
题 目: 姓 名：专 业：班 级：学 号：任课老师：
课程设计报告
光控自动窗帘课程设计 张仕伟 亓勇 夏克刚 罗增生 电子科学与技术 12级2班 1886120244何恩节
1886120244 1886120247 1886120248
摘要
本文设计一款结构简单的光控自动窗帘，它是根据周围环境的亮度来实现窗帘的自动开、关的，它包括光感应电路，电机正、反转电路，自动停转电路。 光感应电路是由一个光敏电阻组成，由于绘制电路图的软件Multisim10没有光敏元件，电路图的光敏电阻是用可变电阻R3组成的，将R3阻值调到5%代表光电阻约为25kΩ，调到100%代表暗电阻约为500kΩ（真正的暗电阻一般在几MΩ）。其中R4为室外光敏电阻用来与R3形成对比，来调节光亮度从而控制窗帘的关开时间。 控制电机正反转的控制电路由两片电压比较放大器LM339N集成运放组成的。
一.题目要求与方法论证 1.1设计题题目
光控自动窗帘
生活在提高,时代在进步,人类在向文明迈进,不同的时代对居住空间、环境有不
同的要求,这是社会的必然潮流。单片机控制的自动窗帘系统,既能解决每天手拉开和关上窗帘的不便,又显示出了生活的档次,同时还可以根据光线的明暗来自动控制窗帘的开关,以调节室内的光线,更进一步地满足了人们的享受要求。所以该产品能形成大规模生产,很快会普及全国市场,产生巨大的经济效益；另外，除了广大市民住宅使用外,该光控窗帘系统还可以广泛应用于别墅、公寓、宾馆、饭店、写字楼、歌舞厅、影剧院、会议厅、银行、学校、医院等各种公共场所,因此该产品具有广阔的市场前景。
1.2题目要求
设计电路控制发动机正转和反转，实现当光强较强（早上）时窗帘自动开启，光强较弱（傍晚）时，窗帘自动关闭。发动机的运转时间可调节。同时窗帘可以根据用户需求进行手动控制。
1.3 方案论证
①.设计分析
要实现白天拉开，晚上拉合，需要一只光敏电阻与两片集成电压比较器配合使用。另外，要实现手动控制功能，可以设置两只电阻，一只与光敏电阻的光电阻阻值相近，另一只与光敏电阻的暗电阻阻值相近。
②.总体框图 电源电路 光感应电路 电机正转电路 电机反转电路 自动停转电路 图1.简易窗帘自动开闭电路的总体框图
③.感光电路
该电路中感光电路主要由一个光敏电阻组成。光敏电阻与碳膜电阻和金属膜电阻不同，它对光的变化非常敏感，在光的照射下，阻值会明显变小，所以脚它光电导器件。
制作光敏电阻的半导体材料有硅、锗、硫化镉等，常见的对可见光敏感的是硫化镉光敏电阻。光敏电阻的结构简单，它是在陶瓷基片上积淀一层光敏半导体，再接上两根引出电极组成的。 该电路中的 R3选用硫化镉光敏电阻（电路图中用可变电阻代替）。
图2.感光电路
④.控制电路
控制电路由两片电压运算放大器LM339N组成，电路如下：
VCC9VVCCU1Aab83124R6100ΩcLM393N0VCCU2AVCC831249VR7100ΩdLM393N0图3.控制电路
当Va= Vb时，Vc＝Ｖｄ，电机不工作。 当Va> Vb时，Vc>Ｖｄ，电机正转，窗帘拉合。 当Va 图4.手动控制电路 如图4断开开关J4可以关闭自动开合功能，这时闭合J3相当于光敏电阻处于光电阻状态，窗帘拉开;闭合开关J5相当于光敏电阻处于暗电阻状态，窗帘拉合。 二 电子线路设计与实现 2.1 Multisim仿真电路设计图 3VCCR150kΩR250kΩU1A83129VVCCR63kΩJ1Key = A 6R55Ω5S1V112 V 08R3500kΩ45%Key=AJ3Key = A 9J4AKey = A 1R81kΩ117R9500kΩJ5AKey = A 10U2AVCCR434LM393N0VCC9V8R73kΩ1MdJ2100kΩ50%Key=A24LM393N0Key = A 0 图5..光控自动窗帘的总电路设计 2.2 光控自动窗帘的电路工作原理 如图5所示，该光控自动窗帘电路采用两片LM339N集成块作为主要控制元件，R6与R7为其上拉电阻。光敏电阻器R3与R1、R2、R4构成光感应电路。 J1与J2为自动停转开关。首先可以调节R4来调整光照强度临界点，在临界点下a、b两点的电位相等从而使c、d两点的电位相等电机M不工作。 在清晨，环境光线较强，光敏电阻器R3呈低阻值状态，使a点电平比b点电位低，使U1A输出低电平，U2A输出高电平，即Vc<Ｖｄ，电动机M正转，驱动窗帘拉合。当窗帘拉合到位后，滑动触头开关J2被触动而接通，使Vc＝Ｖｄ＝０，电动机M停转。 当夜幕降临时环境光线较弱，光敏电阻器R３的阻值变大，Vc>Ｖd，电机M反转，驱动窗帘拉开。当窗帘拉和到位后，滑动触头来关J1被接通，使Vc=Ｖd=0，电动机M停转。
毕业设计 基于光控自动窗帘课程设计
