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触摸延时开关设计
2014年5月21日
一、设计介绍
楼道触摸延时开关是一种简单、安全、新型的电子节能开关。可广范应用于多层住宅和办公楼室外的走廊、门厅、楼梯间、电梯间、过道等公共场所,也可以在家庭安装。本次设计利用模拟电路与数字电路,以直流稳压电源电路、NE555单稳态电路、和继电器控制电路为核心设计触摸延时开关。需要开灯时,手指触摸开关感应区,电灯自动点亮,延时约一分钟,电灯自动熄灭。设计表明这种开关制作简单,安全节能。
二、设计原理
设计电路如下:
三、单元电路设计及相关参数计算
1、照明灯电路:
照明电路采用100V交流输出,将功率为100W的灯泡之串联。
2、电源电路
电源电路如下:
电子系统的正常运行离不开稳定的电源,多数电路的直流电源是由电网的交流电转换来的。常用小功率直流稳压电源系统由电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路四部分组成如上图所示整流电路。
本设计采用12V电压为电路供电,为得到12V直流电源,将220V频率为50Hz的交流电输入变压器(变比为11:1),经过整流桥整流得到直流电,通过电阻R1限流及稳压二极管将输出电压维持在12V,为其他电路提供稳定的工作电压。变压器副边输出电压脉冲系数大故应将直流电通过电容滤波。理想情况下交流分量可通过电容C3全部滤除,使输出电压仅为直流电压,一般取RC>(3-5)T/2 其中T为电源交流电压的周期。要得到稳定的直流电滤波后通过电阻R4限流再经稳压二极管1N963,使输出电压稳定为12V。稳压二极管参数如下表所示 
 
   
参数计算:
取变压器变比为11:1进行计算 
变压器副边电压
U2=220/11=22V 
交流电通入整流电路,经过全波整流的电压平均值       
 
因稳压二极管最大工作电流为40mA,计算电阻: 
得>495Ω,取=550Ω
3、延时电路
NE555外形如上图所示
1脚—GND,接地脚       
 2脚—TL,低电平触发端      
3脚—Q,电路的输出端        
4脚—/RD,复位端,低电平有效        
5脚—V_C,电压控制端        
6脚—TH,阈值输入端        
7脚—DIS,放电端
8脚—VCC,电源电压端,其电压范围为:3~18V
电路原理:触摸延时开关电路主要由时基芯片NE555组成的定时电路,在这里接成单稳态电路。平时由于触摸端无感应电压,电容1C通过555第7脚放电完毕,第3脚输出为低电平,继电器K1释放,电灯不亮。 
  当需要开灯时,用手触碰一下触摸端,触发信号电压由加至555的触发端,使555的输出由低变成高电平,继电器K1吸合,电灯点亮。同时,555第7脚内部截止,电源便通过给充电,这就是定时的开始。 
当电容上电压上升至电源电压的2/3时,555第7脚导通使放电,使第3脚输出由高电平变回到低电平,继电器释放,电灯熄灭,定时结束。定时长短由决定: 
T=         
 根据设计需要延时一分钟T=60S,取=100μF  由上述可得 
4、控制电路
控制电路如下:
控制电路主要由继电器与二极管组成,通过继电器的通断来控制灯泡的亮与熄灭。电路中,继电器线圈两端反相并联了一只二极管,它是用于保护集成