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文檔簡介
1、<p><b> 課 程 設 計</b></p><p> 課程名稱 光電子學課程設計 _</p><p> 題目名稱 教室用自動照明開關 </p><p> 學 院 數(shù)理學院 _ </p>
2、;<p><b> 引言</b></p><p> 隨著能源的日益緊張,黨和國家對節(jié)能工作的重視程度不斷提高,提出了“建設節(jié)約型社會”的號召。教育部也積極響應,提出了“建設節(jié)約型高?!钡奶栒伲咝9?jié)能工作也在全國各地蓬勃開展起來。高校作為培養(yǎng)高素質人才的搖籃,提倡節(jié)約的意義也就顯得更加重大而深遠。教室作為高校教學的重要場所,一般采用開放式管理模式為主,學生基本上無固定的班級
3、教室,無固定的座位;而樓宇管理人員僅負責衛(wèi)生或保衛(wèi)工作。因此,造成了白天長明燈,晚上無人也開燈,人少燈全開的浪費現(xiàn)象,這在高校司空見慣。從早晨開放到晚上清場,教室照明燈具一直處于開啟的現(xiàn)象在高校中是普遍存在的。雖然教室的照明負荷在整個學校用電負荷中所占的比重不算太大,但是由于它們的數(shù)量眾多,使用時間最長,使得它們在整個學校用電量中所占的比重一直居高不下,因而造成的用電浪費也就十分驚人。</p><p> 因此,
4、我們設計了教室照明節(jié)能智能控制系統(tǒng)。按照國家標準的規(guī)定,教室照明的功率密度約為10Wm-2,假設教室的平均面積為100m2,則照明負荷約為1kW。如果每天正常使用時間為15小時,那么,一天每間教室的用電量為1kW×15h=15 kWh,學生年在校為270天,則年用電量約為4050kWh。如果學校按照100m2折合教室數(shù)量為200間,則照明用電量為81萬度左右。若節(jié)電率以平均30%計算,則一年可節(jié)電24.3萬度,可節(jié)約電費15~
5、20萬元左右,以上估算還未包括線損和燈具長時間開啟而損壞的部分。從以上計算可以看出,教室照明節(jié)能絕不是微不足道的,即使單從經濟效益來看,完全也是大有可為的,而且節(jié)能是一項長期的收益。</p><p><b> 目錄</b></p><p><b> 一、方案論證</b></p><p><b> 1.1 方
6、案原理</b></p><p> 1.2 所用主要元器件</p><p><b> 二 、設計與分析</b></p><p> 2.1 裝置圖以及電路圖</p><p> 2.2 所用主要元器件</p><p><b> 2. 3 工作情況</b><
7、;/p><p><b> 三、相關計算</b></p><p><b> 四、結論與分析</b></p><p><b> 五、參考文獻</b></p><p><b> 六、總結</b></p><p><b>
8、一、方案論證:</b></p><p><b> 1.1方案原理:</b></p><p> 教室照明節(jié)能智能控制系統(tǒng)是根據(jù)判別光照度強弱和人體特定紅外波譜感應原理,結合人體感應傳感器技術,實現(xiàn)“按需用電”之目的。 當光線達到設定照度值時,節(jié)電裝置可自動關閉供電電源。即使打開開關,照明燈也不亮(即光線亮度夠時,室內有人燈也不亮)。當光線低于設定照度值時
9、,室內有人時,節(jié)電裝置自動接通電源,室內照明燈亮。當室內無人時,節(jié)電裝置延時8~12分鐘后,自動關閉供電電源(即光線亮度不夠時,室內有人時燈亮,無人時燈滅),實現(xiàn)節(jié)約用電的效果。</p><p> 利用熱釋型紅外傳感技術,以人體溫度作為檢測參量,當人進入其探測區(qū)域內,實施對控制電路的驅動;同時在控制電路中加入光控門和自鎖電路,在室內照度達標的情況下,即使有人或有人強行開燈都不予支持,最大程度地杜絕了白天室內照度
10、達標情況下而開燈的浪費現(xiàn)象。設計中加入了光敏電阻來進行室內和室外光照度的分析和對比,從而來控制是否開燈;利用光電探測器對出入教室人員進行檢測,判斷教室是否有人。照明開關是由門與光雙重控制的,而且在延時期間內多次觸發(fā)。</p><p> 1.2 所用主要元器件:</p><p> 熱釋型紅外傳感、光電傳感器、光電三極管、光敏電阻、555定時器</p><p>
11、T觸發(fā)器、LED燈泡、若干電阻。</p><p><b> 二、設計與分析</b></p><p> 2.1裝置圖以及電路圖:</p><p> (1)主題電路圖: </p><p> ?。?)部分1熱釋電感應開關電路圖:</p><p> (2)部分2光電傳感器電路:</p
12、><p> 2.2所用主要元器件:</p><p> 熱釋電傳感器、光電傳感器、熱敏電阻、T觸發(fā)器、555定時器</p><p><b> 2.3工作情況:</b></p><p> ?。?)本照明系統(tǒng)就主用利用熱釋電傳感器檢測教室區(qū)域化,用來可以做到有人就亮燈,即熱釋電傳感器檢測到教室有人就555定時器1引腳是高電壓
13、那么就會給使2導通燈亮。無人則1是低電壓使2成低電壓不導通燈滅。</p><p> ?。?)當光電傳感器檢測到有人進來和出去就會引起引腳3、5為高電壓,那么就使燈亮,當通過自鎖電路可以使檢測到人員的進入和出入,從而當教室沒人時可以做到延時,這時引腳4就會引起一定時延,在一定的時間內為高電壓。T=1.1(+)。</p><p><b> 三、相關計算:</b><
14、/p><p> 時延差:T=1.1(+)</p><p> =1.1(10K+1M)470u=8.6.</p><p><b> 四、結論與分析:</b></p><p> 節(jié)能照明系統(tǒng)能夠在節(jié)約教室用電上起到了很大的作用,設計結構簡單,而且代價也變較小,在以后的商業(yè)應用中得到很大的發(fā)揮,而且能夠更加的人性化,主要技
15、術指標:室內人員流動的檢測指標,光照度檢測指標,節(jié)能指標。比喻當夏天溫度過高我們可以采用人體紅外感應,進出入人員的檢測可以采用自鎖電路等等,所以在這幾方面我們還需要下功夫去攻克。</p><p><b> 五、參考文獻:</b></p><p> [ 1] 郝鴻安編. 555 集成電路實用電路集[ M] . 上</p><p> 海: 上
16、??茖W普及出版社, 1989。</p><p> [ 2] 陳永甫主編. 555 集成電路應用800 例[ M] . 北</p><p> 京: 電子工業(yè)出版社, 1992。</p><p> [ 3] 方德壽, 方榮生, 方佼編著. 實用電子小制作</p><p> [ M] . 北京: 國防工業(yè)出版社, 1993。</p&g
17、t;<p><b> 六、總結:</b></p><p> 現(xiàn)有的照明控制系統(tǒng)雖然產品和技術都己相對較成熟,卻多為針對普通建筑物如居民樓、辦公樓,多采用定時控制、場景控制或簡單的傳感器控制,很難滿足大學教室里人員多、流通性強等特點,所以有必要針對大學教室的特點,研究相應的照明控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)將控制對象具體定位為大學教室,以細化照明控制的實施方案,提出針對大學教室實現(xiàn)智能照明
18、節(jié)能控制方案和實施方法。</p><p> 現(xiàn)在大學教室主要是利用開關控制照明,這種開關一般包括兩類:一類是定時開關結合手動方式,它結合學校的作息規(guī)律和室內人員對照明的需求來控制開關燈,以起到控制教室照明的作用。這種粗放式的控制方式很大程度上依賴于人的自覺性,很容易照成“長明燈”的出現(xiàn)。另一類是采用照度感應開關來自動控制燈具的開關,這是近幾年出現(xiàn)的技術,是對傳統(tǒng)以手動方式控制照明的一種很大的改進,主要實現(xiàn)在室內
19、光照度低于設定值并且檢測范圍內有人員存在時才開啟照明設備。</p><p> 后一類開關在一定程度上避免了教室無人時出現(xiàn)長明燈和的現(xiàn)象,并能夠利用自然光源,實現(xiàn)節(jié)能。但存在一定的弊端。當環(huán)境溫度接近人體溫度時,靈敏度急劇下降。對靜止物不能探測,人員相對靜止時間如學生長時間保持一種固定姿態(tài)超過開關延時計數(shù)時間,燈具則會自動關閉,引起燈具間歇式起停,影響學生學習。當教室人員稀少,人員的進出和移動會造成教室內所有相關
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