(整理)光控电机正反转电路的设计.

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光控电机正反转电路的设计

设计内容与要求

1.当传感器检测到光信号时直流电机正转30秒停止转动,当此光信号撤离后电机正转30秒停止转动。

2.完成原理图和PCB图设计及电路元件参数计算。 3.对设计的电路进行安装调试实现控制功能。 4.要求电路设计规范,费用低,可靠性高。 5.编写好设计文档。

1. 方案论证与对比

1.1方案一

光敏电阻没有光照时,光敏电阻为高阻态,A端为高电位,B C端为低电位,D端为高电位,B端电容通过电阻R3充电形成单脉冲,这时1号单稳态触发器触发,输出为高电平,电机正转30秒。当光敏电阻有光照时,光敏电阻为低阻态,A端为低电位,B C端为高电位,D端为低电位,D端电容通过电阻R6充电形成单脉冲,这时2号单稳态触发器触发,电机反转30秒。

暂稳状态维持一段时间后,将自动返回到稳定状态。暂稳态时间的长短,与触发脉冲无关,仅决定于电路本身的参数。

当B D端电压太大,二极管导通,从而保护了单稳态触发器。R4=R5,C1=C3,R4与C1的乘积决定电机正转的时间,R5与C3的乘积决定电机反转的时间,这样可以很好的达到预定效果。

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有光时光敏电阻阻值减小. 1号单稳态触发器出发 无光时光敏电阻阻值变大 2号单稳态触发器出发 通电充电制机动间 过容放控电转时电机正转30秒 电机反转30秒

图1系统结构原理框图

1.2方案二

利用光电三极管将外界环境的明暗变化转换为逻辑量,将光信号转换为电信号。光照到光电三极管,三极管导通,输出的电压为低电平,当光没有照到光电三极管,三极管不导通,输出的电压为高电平。

这个时候通过555定时器组成施密特触发器对波形进行整形。555定时器是一种集模拟,数字于一体的中规模的集成电路,可用于信号的产生和信号的 产生和变换。

施密特触发器及微分电路得到脉冲信号,触发单稳态触发器,最后,利用功率驱动环节驱动直流电机的转动。 通过光照射光敏三极管产生输入脉冲 触发单稳态触发器

通过电容充放电控制电机转动时间 实现电机反转30秒

图2系统结构原理框图

1.3方案对比与选择

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方案一:

优点:① 元器件均为常用元器件。 ② PCB布线较为简单。 缺点:① 元器件较多。 方案二:

优点:① 结构简单,容易制作。 ② 元器件较少。

缺点:① 元器件中的芯片较贵。 ② 元器件较难获得。

经本组成员讨论后决定选用方案一实现设计要求。

2.单元电路介绍

2.1 斯密特触发器

施密特触发器的电压传输特性及工作特点:施密特触发器属于电平触发器件,当输入信号达到某一定电压值时,输出电压会发生突变。施密特触发器是一种特殊的门电路,与普通的门电路不同,施密特触发器电路有两个阈值电压。正向阈值电压(VT+)和负向阈值电压(VT-)。正向阈值电压与负向阈值电压之差,称为回差电压(?VT)。

由74L14整形电路构成的斯密特触发器,当输入电位逐渐升高。电位大于VT+时,则输入为高电平,输出为低电平,当输入电位逐渐降低时,输入电位小于VT+时,则输入为低电平,输出为高电平。斯密特触发器将正弦波变换成同频率的矩形波,改变斯密特触发器的VT+和VT-就可以调节Vo的脉宽,将非矩形波转换为矩形波,当传输线上电容较大时,矩形波的上升沿和下降沿都会明显的

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