第一篇：亮度穩(wěn)定的調(diào)光臺燈

亮度穩(wěn)定的調(diào)光臺燈

該調(diào)光臺燈不但燈光亮度可調(diào)，而且調(diào)整后的亮度不因電網(wǎng)電壓波動而變化。

工作原理

電路如右圖所示。由R2、RPl和C1組成的阻容移相電路決定可控硅的導(dǎo)通角。當(dāng)C1兩端電壓經(jīng)R2、RPl充電上升到雙向觸發(fā)管的導(dǎo)通電壓時，雙向可控硅VS被觸發(fā)導(dǎo)通，當(dāng)交流電過零時，雙向可控硅自行關(guān)斷，調(diào)節(jié)RPl可改變C1的充電時間，從而改變雙向可控硅在交流電正、負(fù)半周時的導(dǎo)通角，以便得到需要的亮度。

圖中R3、RP2及光敏電阻R4串聯(lián)后和C1并聯(lián)。在R3、RP2固定的情況下，分流的大小由光敏電阻R4的阻值來決定。當(dāng)電網(wǎng)電壓上升，燈光亮度增加；光敏電阻R4受到的照度增大，阻值減小，分流增大。C1兩端電壓上升變慢，可控硅導(dǎo)通角減小，燈光亮度下降；反之當(dāng)電網(wǎng)電壓下降；燈光變暗，光敏電阻R4受到照度減小，阻值增加，分流減小，C1兩端電壓上升加快，可控硅導(dǎo)通角增大，輸出電壓增加，燈光的亮度也相應(yīng)增加，這樣就自動地將輸出電壓穩(wěn)定在需要數(shù)值，保證了燈光亮度不變。元器件選擇與制作

雙向可控硅VS可選3A／400V的。RPl為47KΩ帶開關(guān)電位器。雙向觸發(fā)管可用日光燈啟輝器氖泡代用。其它元件無特殊要求。

光敏電阻R4可安裝在臺燈的裝飾品上，要求能受到臺燈的光照。調(diào)試時，先將RP2調(diào)到最小值，并用紙擋住光線，使光敏電阻不受燈光照射，接通電源，調(diào)節(jié)RPl使燈光處于最亮。然后將紙拿開，如燈光稍有變化，說明此時RP2不需調(diào)節(jié)。如在R4受照后亮度不變則應(yīng)調(diào)節(jié)RP2使燈光稍有下降即可。如R4受照后，亮度變化很大，則應(yīng)增加R3的阻值，RP2經(jīng)一次調(diào)整后不需再調(diào)。

第二篇：調(diào)光臺燈電路設(shè)計

摘 要

為了節(jié)能和保護(hù)視力，市場上出現(xiàn)各種各樣的調(diào)光臺燈，也有很多的人研究更節(jié)能的調(diào)光方法。通過multisim10.0仿真，設(shè)計出一種調(diào)光臺燈，通過控制單向晶閘管的導(dǎo)通角來改變燈泡的亮度。CD4017的輸出接不同的電阻，高電平經(jīng)過這些不同大小的電阻對電容進(jìn)行充電，充電的快慢不一樣，單向向晶閘管的觸發(fā)脈沖移動，導(dǎo)通角發(fā)生變化，從而達(dá)到調(diào)光的目的。

關(guān)鍵詞：

Multisim；調(diào)光；CD4017十進(jìn)制計數(shù)譯碼器；單向晶閘管；單相橋式整流電路

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

目 錄

一 設(shè)計任務(wù)........................................................3 1.1設(shè)計目的和意義...............................................3 1.1.1目的...................................................3 1.1.2意義...................................................3 1.2初始參數(shù)和要求...............................................3 1.2.1 初始參數(shù)...............................................3 1.2.2要求...................................................3 二 系統(tǒng)設(shè)計.........................................................4 2.1系統(tǒng)工作原理.................................................4 2.1.1CD4017工作原理..........................................4 2.1.2單向晶閘管.............................................6 2.1.3單相橋式整流電路.......................................7 2.1.4調(diào)光臺燈電路原理.......................................8 2.2 器件選擇....................................................9 2.3電路設(shè)計.....................................................9 2.4 電路仿真測試...............................................13 三 總結(jié)............................................................14 3.1結(jié)論........................................................14 3.2優(yōu)點(diǎn)與不足..................................................14 3.3 心得與體會.................................................15 參考文獻(xiàn)...........................................................15

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

一

設(shè)計任務(wù)

1.1設(shè)計目的和意義

1.1.1目的

1、熟悉和學(xué)會multisim的使用；

2、學(xué)會進(jìn)行設(shè)計電路的方法；

3、通過查資料了解各種元件的功能、參數(shù)等；

4、了解調(diào)光電路的工作原理并進(jìn)行設(shè)計；

5、以節(jié)能和保護(hù)視力為目的設(shè)計調(diào)光臺燈電路。1.1.2意義

1、學(xué)會并熟練掌握multisim的使用；

2、培養(yǎng)創(chuàng)新的能力；

3、使臺燈可以達(dá)到節(jié)能的目的；

4、學(xué)會應(yīng)用已經(jīng)學(xué)過的知識。

1.2初始參數(shù)和要求

1.2.1 初始參數(shù)

CD4017的輸出端所接的電阻在10Ω-100Ω之間分散取，以達(dá)到多級的調(diào)光目的；電源選擇220V 50Hz的交流電源；燈泡選用230V的，由于電源電壓是220V，所以燈泡選擇230V的可避免燈泡燒壞。觸發(fā)電路的電阻阻值為100Ω，電容為47μF,起保護(hù)LED燈作用的電阻阻值為300Ω。

1.2.2要求

每次按動按鈕開關(guān)，CD4017的10個輸出就變換輸出高電平“1”，并影響燈泡的亮度。

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

二 系統(tǒng)設(shè)計

2.1系統(tǒng)工作原理

2.1.1CD4017工作原理

CD4017是調(diào)光電路中實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能的主要執(zhí)行者，它控制著調(diào)光的級數(shù)和各級的亮度，其引腳圖和方框圖如圖(1)和圖（2）所示。

圖（1）CD4017引腳圖

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

圖（2）CD4017方框圖

數(shù)字電路CD4017是十進(jìn)制計數(shù)／分頻器，它的內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實(shí)現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是Q0、Q1、Q2、?、Q9依次出現(xiàn)與時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。

CD4017有10個輸出端（Q0～Q9）和1個進(jìn)位輸出端～Q5-9。

每輸入10個計數(shù)脈沖，～Q5-9就可得到1個進(jìn)位正脈沖，該進(jìn)位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。

CD4017有3個輸（MR、CP0和~CP1），MR為清零端，當(dāng)在MR端上加高電平或正脈沖時其輸出Q0為高電平，其余輸出端（Q1～Q9）均為低電平。CP0和～CPl是2個時鐘輸入端，若要用上升沿來計數(shù)，則信號由CP0端輸入；若要用下降沿來計數(shù)，則信號由～CPl端輸入。設(shè)置2個時鐘輸入端，級聯(lián)時比較方便，可驅(qū)動更多二極管發(fā)光。由此可見，當(dāng)CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

2.1.2單向晶閘管

單向晶閘管與CD4017組成調(diào)光電路的主體部分，CD4017控制晶閘管的觸發(fā)電路，改變晶閘管的導(dǎo)通角。

晶體閘流管簡稱晶閘管，也稱為硅可控元件，是由三個PN結(jié)構(gòu)成的一種大功率半導(dǎo)體器件，多用于可控整流、逆變、調(diào)壓等電路，也作為無觸點(diǎn)開關(guān)。

圖（3）晶閘管的結(jié)構(gòu)

晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖（3）（a）所示，它有四層半導(dǎo)體材料組成，四層材料有P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體交替組成，分別為P1、N1、P2和N2，它們的接觸面形成三個PN結(jié)，分別為J1、J2和J3，故晶體管也稱為四層器件或PNPN器件。P1區(qū)的引出線為陽極A，N2區(qū)的引出線為陽極C，P2區(qū)的引出線為控制極G0。為了更好的理解晶閘管的工作原理。常將其N1和P2兩個區(qū)域分解成兩部分，使得P1-N1-P2構(gòu)成一只PNP型管，N1-P2-N2構(gòu)成一只NPN型管，如圖（b）所示；用晶體管的符號表示，如圖（c）所示；晶閘管的符號如圖（d）所示。

晶閘管的工作原理：當(dāng)晶閘管的陽極A和陰極C之間加上正向電壓且控制極和陰極之間也加上正向電壓時，如圖（4）所示，J3處于導(dǎo)通狀態(tài)。若T2管的基極電流為iB2，則其集電極電流為β2 iB2；T1管的基極電流iB1等于T2管的集電極電流β2

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

iB2，因而T1管的集電極電流iC1為β1β2 iB2；該電流又作為T2管的基極電流，再一次進(jìn)行上述放大過程，形成正反饋。在很短的時間內(nèi)，兩只管子均進(jìn)入飽和狀態(tài)，使晶閘管完全導(dǎo)通，這個過程稱為觸發(fā)導(dǎo)通過程。晶閘管一旦導(dǎo)通，控制極就失去導(dǎo)通作用，管子依靠內(nèi)部的正反饋始終維持導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管導(dǎo)通后，陽極和陰極之間的電壓一般為0.6-1.2V，電源電壓幾乎全部加載負(fù)載上；陽極電流iA因型號不同可達(dá)幾十~幾千安。

（a）

(b)

圖（4）晶閘管的工作原理

（a）實(shí)際電路

（b）等效電路

2.1.3單相橋式整流電路

單相橋式整流電路在調(diào)光電路中的作用是為CD4017調(diào)光器提供電壓。一般的家庭用電是220V的交流電，所以需要單相橋式整流電路變交流為直流，并且降壓。

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

圖（5）單相橋式整流電路的波形圖

設(shè)變壓器副邊電壓u2=√2·U2·sinωt，U2為其有效值。

當(dāng)u2為正半周時，電流由A點(diǎn)流出，經(jīng)D1、RL、D3流入B點(diǎn)，因而負(fù)載電阻RL上的電壓等于變壓器副邊電壓，即u0=u2，D2和D4管承受的反向電壓為-u2.當(dāng)u2為負(fù)半周時，電流由B點(diǎn)流出，經(jīng)D2、RL、D4流入A點(diǎn)，負(fù)載電阻Rl上的電壓等于-u2，即u0=-u2，D1、D3承受的反向電壓為u2。

由于D1、D3和D2、D4兩對二極管交替導(dǎo)通，致使負(fù)載電阻RL上在u2的整個周期內(nèi)都有電流通過，而且方向不變，輸出電壓u0=√2·U2·sinωt。上圖所示為單相橋式整流電路各部分的電壓和電流的波形。2.1.4調(diào)光臺燈電路原理

調(diào)光臺燈電路的主體組成由以上介紹的三部分構(gòu)成。CD4017十進(jìn)制計數(shù)譯碼器高電平“1”輸出到不同大小的電阻，給電容充電，充電的快慢改變晶閘管的導(dǎo)通角，從而改變燈泡的亮度。220V的交流電通過單相橋式整流電路變成10V的直流，再經(jīng)5V的穩(wěn)壓 8

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

管穩(wěn)定在5V，接入到CD4017的VDD，為調(diào)光器供電。

2.2 器件選擇

1、選擇CD4017作為調(diào)光器，用CD4017十進(jìn)制計數(shù)譯碼器集成電路制作的調(diào)光臺燈，具有壽命長、安全、可靠性強(qiáng)和調(diào)光級數(shù)多并級數(shù)細(xì)的有點(diǎn)。它省掉了電位器，因而可以防止因電位器磨損而產(chǎn)生的臺燈故障；

2、選擇一個控制脈沖次數(shù)的開關(guān)，來控制CD4017的輸出；

3、所有的二極管都選用1N4001。選擇一個紅色的LED燈作為變換亮度的指示燈；

4、單向晶閘管選用BT169；用雙向晶閘管也可以，但是由于需要用單結(jié)晶體管BT32來觸發(fā)雙向晶閘管，而multisim元件庫中沒有BT32，所以用單向晶閘管和單向晶閘管觸發(fā)電路；

5、穩(wěn)壓管用穩(wěn)壓值為5V的1N4689；

6、電源選用220V的交流電源； 7、5V1KHz的時鐘信號發(fā)生器，來給CD4017輸入脈沖信號。

2.3電路設(shè)計

1、單相橋式整流穩(wěn)壓電路

電源是220V的交流電源，變壓器是10：220的電壓器，將220V的電壓變?yōu)?0V，再經(jīng)過整流管進(jìn)行整流，整流后穩(wěn)壓二極管將電壓穩(wěn)定在5V。這樣整個電路的電源供給設(shè)計完成。

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

圖（6）單相橋式整流穩(wěn)壓電路設(shè)計

2、CD4017的工作電路

V2為一個脈沖發(fā)生器，它輸出脈沖信號。CD4017有2個時鐘脈沖輸入端，設(shè)置2個時鐘輸入端，級聯(lián)時比較方便。CLK1接脈沖信號輸入，CLK2和R接地。當(dāng)CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，為控制高電平的輸出，不讓其一直連續(xù)依次輸出高電平，所以加入一個碰觸開關(guān)J1，按一下J1就發(fā)出一次脈沖。

圖（7）CD4017工作電路

3、CD4017的輸出電路

CD4017的十個輸出端接不同阻值的電阻，按下J1后Q0輸出高電平，電阻R2

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

接通，再次按下時，Q1輸出高電平，電阻R3接通，依次類推，連續(xù)按動J1使高電平在Q0`~Q9之間依次輸出。電阻前串聯(lián)二極管來控制電流通過已導(dǎo)通的電阻為晶閘管觸發(fā)電路的電容充電。

圖（8）CD4017輸出電路

4、單向晶閘管觸發(fā)電路

電流整流過來之后的電壓是一個個相連的向上拱的波形，當(dāng)剛接電的時候C1是相當(dāng)于導(dǎo)線，這時候要是Q9輸出高電平的話，就可以觸發(fā)單向晶閘管，這時候就是最亮的狀態(tài)；當(dāng)Q3輸出高電平的時候，剛通電的瞬間C1還是相當(dāng)于導(dǎo)線接地，這時候要慢慢充電，等到到了一定的電壓的時候就觸發(fā)單向晶閘管，這時候?qū)ㄒ呀?jīng)是從波

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

圖（9）單向晶閘管觸發(fā)電路 的上升的過程中開始，所以通過燈泡的有效值就減小了，燈泡就暗了！一旦導(dǎo)通單向晶閘管就短路了，電容就立即放電，為下一周期做準(zhǔn)備！

5、電路的總體設(shè)計

圖（10）調(diào)光臺燈完整電路

將以上的各部分電路設(shè)計組合到一起就可以組成一個調(diào)光臺燈的電路。交流電通過變壓器變壓整流，經(jīng)過LED與穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓在5V左右，供給調(diào)光器。CD4017構(gòu)成脈沖上升沿觸發(fā)、Q0~Q9端依次的“1”電平的計數(shù)譯碼電路。當(dāng)按鈕J1接通時，CD4017相當(dāng)于輸入一正向脈沖，若設(shè)此時輸出端Q4為“1”電平，其余都為低電平，則“1”電平通過二極管、R6向電容充電，通過單向晶閘管觸發(fā)電路觸發(fā)晶閘管，使燈泡得電。要調(diào)整亮度，可再按動按鈕J1，此時輸出端Q5為高電平，此高電平通過二極管、R7向電容充電，由于R7的值比R6小，充電電流較Q4為高電平是大些，電容充電快些，晶

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

閘管的導(dǎo)通角大一些，使得燈泡亮度亮一些。根據(jù)所設(shè)電阻，控制電容C2的充電電流，以達(dá)到改變晶閘管導(dǎo)通角的目的。在開關(guān)J1的控制下燈泡連續(xù)調(diào)光，當(dāng)Q0~Q9依次為高電平時，燈泡連續(xù)由暗變亮。

2.4 電路仿真測試

圖（11）CD4017組成電路仿真測試

1、按上圖接好電路，連續(xù)按動開關(guān)J1，發(fā)光二極管LED2~LED11應(yīng)依次點(diǎn)亮，表明CD4017的輸出端Q0~Q9可依次輸出高電平。從而測試出CD4017可以正常工作，此部分設(shè)計正確。

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

2、在電阻R13兩端加上萬用表，測出電壓為5V，測試出單向橋式整流穩(wěn)壓電路工作正常，可以達(dá)到整流穩(wěn)壓的目的。

圖（12）電源功能仿真測試

三 總結(jié)

3.1結(jié)論

調(diào)光臺燈電路可以分為三個大的組成部分：CD4017十進(jìn)制計數(shù)譯碼器控制高電平的輸出部分，單相橋式整流穩(wěn)壓電路部分和單向晶閘管觸發(fā)電路。這三部分共同完成了調(diào)光電路的調(diào)光功能。

3.2優(yōu)點(diǎn)與不足

優(yōu)點(diǎn)：

1、用CD4017十進(jìn)制計數(shù)譯碼器集成電路制作的調(diào)光臺燈，具有壽命長、安全、可靠性強(qiáng)和調(diào)光級數(shù)多并級數(shù)細(xì)的有點(diǎn)。它省掉了電位器，因而可以防止因電位器磨損而產(chǎn)生的臺燈故障。

2、多級的調(diào)光更能使人調(diào)到最舒適的光，更適合多種環(huán)境。

調(diào)光臺燈電路設(shè)計

不足：

在調(diào)光過程中，變光時會有輕微閃爍，對眼睛有些影響。

3.3 心得與體會

通過本次課程設(shè)計，使自己對multisim有了更多的了解，基本可以熟練使用multisim的基本功能。學(xué)會了初步的電子仿真設(shè)計。鍛煉了自己的思考能力和創(chuàng)新能力。自己對電路的設(shè)計和看課本上的電路感覺完全不同，在設(shè)計過程中要考慮很多的因素，比如器件的選擇要考慮到參數(shù)，還要看軟件中的元件庫中有沒有此元件，還要通過查資料了解元件的結(jié)構(gòu)和原理。在仿真過程中會有一些錯誤，所以需要分部分分析電路的錯誤，因此而學(xué)會了如何對電路進(jìn)行分析測試的方法，并想辦法加以改正。

參考文獻(xiàn)

[1] 閻石 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版[M] 高等教育出版社 2004年； [2] 華成英 童詩白 模擬電子技術(shù)第四版[M] 高等教育出版社 2006年。

第三篇：調(diào)光臺燈程序

#include

sbit LED = P1 ^ 0;sbit ONOFF = P2 ^ 0;sbit ADD = P2 ^ 1;sbit DEC = P2 ^ 2;

unsigned int Brightness;bit MARK;

//庫文件定義（定義單片機(jī)為8952系列）//臺燈控制端口（LED）//開關(guān)鍵 //變亮鍵

//變暗鍵

//亮度值，值域0~255（全局變量）

//狀態(tài)標(biāo)志位（目前是開燈還是關(guān)燈狀態(tài)）

/***************************************************************************** 延時程序：時間為1mS /*****************************************************************************/ void Delay1mS(unsigned int a){ //延時程序(ms)

unsigned char i;while(--a!= 0){

for(i = 0;i < 125;i++);

} } /**************************************************************************** 延時程序：驅(qū)動程序?qū)Ｓ?/p>

/****************************************************************************/ void delay(unsigned char d){

// 延時功能函數(shù)--由d決定延時長度

unsigned char i;while(--d!= 0){

for(i = 0;i < 2;i++);} }

/**************************************************************************** 燈泡驅(qū)動程序：根據(jù)亮度值驅(qū)動燈泡

/****************************************************************************/ void drive(void){

unsigned char a;

} /**************************************************************************** 開燈判斷：

/****************************************************************************/ void open(void){

// a = Brightness;LED = 0;delay(a);a = ~a;LED = 1;delay(a);a = ~a;

// a值取反 使a回到原值繼續(xù)循環(huán)

//

// a控制延時長度

//取得亮度值數(shù)據(jù) //點(diǎn)亮燈泡

// 延時長度隨a而改變

// a值取反 決定燈滅時的占空比

if(ONOFF == 0){

}

//如果ONOFF為0則證明開關(guān)鍵按下 //等待20毫秒躲過按鍵不穩(wěn)定的狀態(tài) //再看開關(guān)鍵是否被按下 //將標(biāo)志位變成開燈狀態(tài) //等待按鍵放開 Delay1mS(20);

if(ONOFF == 0){

MARK = 1;

while(ONOFF == 0);}

} /**************************************************************************** 關(guān)燈判斷：

/****************************************************************************/ void close(void){

//

} /**************************************************************************** 變亮判斷：

/****************************************************************************/ void add(void){

// if(ADD == 0){

//如果ADD為0則證明變亮鍵按下

} Brightness++;if(Brightness > 254){ }

//亮度值加1

//如果亮度值大于最大值時 //則保持最大值狀態(tài) if(ONOFF == 0){ Delay1mS(20);

} if(ONOFF == 0){ MARK = 0;

}

//將標(biāo)志位變成關(guān)燈狀態(tài)

while(ONOFF == 0);

Brightness = 254;

} /**************************************************************************** 變暗判斷：

/****************************************************************************/ void dec(void){

if(DEC == 0){

} Brightness--;if(Brightness < 1){ Brightness = 1;}

//

} /**************************************************************************** 初始化： /****************************************************************************/ void init(void){ LED

} ONOFF ADD DEC Brightness MARK =

1;

//

//燈泡和按鍵初始狀態(tài)設(shè)置

= 1;= 1;= 1;= 130;= 0;

//初始化亮度值

//狀態(tài)切換標(biāo)志位

/**************************************************************************** 主循環(huán)體：

/****************************************************************************/ void main(void){

// 主函數(shù) 實(shí)現(xiàn)程序流程

init();

//調(diào)用初始化程序

while(1){

if(MARK == 0){

}

} open();

} if(MARK == 1){

} drive();close();add();dec();

//狀態(tài)標(biāo)志為關(guān)燈狀態(tài)時 //等待開關(guān)鍵按下（開燈）//狀態(tài)標(biāo)志為開燈狀態(tài)時

//驅(qū)動燈泡

//判斷開關(guān)鍵按下（關(guān)燈）

//判斷變亮鍵按下 //判斷變暗鍵按下

第四篇：基于PWM調(diào)光的多功能LED臺燈設(shè)計方案

基于PWM調(diào)光的多功能LED臺燈設(shè)計方案 2012-04-26 站長統(tǒng)計 中心議題：

基于PWM調(diào)光的多功能LED臺燈設(shè)計方案 解決方案

探究系統(tǒng)硬件電路設(shè)計方法

設(shè)計基于PWM 調(diào)光的多功能LED 臺燈

引言

隨著全球能源危機(jī)和氣候變暖問題的日益嚴(yán)重，綠色節(jié)能已經(jīng)成為全球普遍關(guān)注的話題，人們正通過各種途徑尋找新的節(jié)能方式。照明是人類消耗能源的重要方面，在電能消耗中，發(fā)達(dá)國家照明用電占發(fā)電總量的比例是19%,我國也達(dá)到12%.隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國的照明用電將有大比例的提高，因此綠色節(jié)能照明的研究越來越受到重視。LED 作為一種固態(tài)冷光源，是繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度放電燈（如高壓鈉燈和金鹵燈）之后的第四代新光源。基于白光LED 的固態(tài)照明，是一種典型的綠色照明方式，與傳統(tǒng)光源相比，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、安全可靠等特點(diǎn)，代表著照明技術(shù)的未來，并符合當(dāng)前政府提出的“建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會”的要求。可以預(yù)見不久的將來，LED 必然會進(jìn)入普通照明領(lǐng)域取代現(xiàn)有的照明光源。

目前，市場上采用白熾燈、鹵素?zé)?、熒光燈為光源的臺燈普遍存在著低效率、高能耗、不易調(diào)光等缺點(diǎn)；至于壽命結(jié)束的含汞燈，一旦處理不當(dāng)，將對環(huán)境造成嚴(yán)重危害；而且部分臺燈產(chǎn)品功能單一，缺少亮度調(diào)節(jié)、時鐘日歷、溫度顯示等功能，無法適應(yīng)現(xiàn)代家庭生活的實(shí)際需求。為解決當(dāng)前問題，本文設(shè)計了以AT89S51 單片機(jī)為核心的多功能白光LED 臺燈系統(tǒng)，采用PT4115 大功率LED 恒流驅(qū)動方案，可實(shí)現(xiàn)對LED 臺燈的PWM 調(diào)光控制；同時兼有時鐘日歷、聲光鬧鐘、溫度檢測、液晶顯示等多項功能。在實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的同時，為家庭使用提供了極大的便捷。系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

該多功能 LED 臺燈系統(tǒng)采用20 只5mm 高亮白光LED 燈珠為光源，以AT89S51 單片機(jī)為主控芯片，由LED 恒流驅(qū)動系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)、液晶顯示系統(tǒng)、蜂鳴系統(tǒng)、按鍵系統(tǒng)組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1 所示。

該系統(tǒng)可具體實(shí)現(xiàn)LED 臺燈的10 級PWM 調(diào)光控制；液晶屏實(shí)時顯示時鐘、日歷與環(huán)境溫度信息；鬧鐘功能采用聲光報警方式，即一旦到達(dá)鬧鐘時間，LED 臺燈自動點(diǎn)亮，并發(fā)出蜂鳴聲報警，以喚醒用戶；用戶可通過按鍵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對時鐘日歷與鬧鐘參數(shù)的設(shè)置、LED 亮度的調(diào)節(jié)以及鬧鐘報警的解除。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

1.1 單片機(jī)主控系統(tǒng)

本設(shè)計主控系統(tǒng)采用ATMEL 公司的高性能AT89S51 芯片實(shí)現(xiàn)，其P0 口外接10K 的上拉電阻，P0.0~P0.7 同時作為DS12C887 的數(shù)據(jù)接口與液晶1602 的數(shù)據(jù)接口。P2.0~P2.3分別連接DS12C887 芯片的片選端CS、地址選通輸入端AS、數(shù)據(jù)選擇端DS 與讀/寫輸入端R/W,P3.2 連接其鬧鐘中斷請求輸出端IRQ.P2.5~P2.7 分別連接液晶1602 的使能端EN、數(shù)據(jù)/命令選擇端RS、讀/寫選擇端RW.P2.4 作為蜂鳴器控制端。P3.0 作為DS18B20 的信號輸入端。P3.1、P3.4、P3.5、P3.6 與P3.7 作為S2~S6 按鍵系統(tǒng)。P1.1 作為PWM 信號的輸出端并連接PT4115 芯片DIM 端，用于PWM 調(diào)光控制。系統(tǒng)晶振電路由12MHZ 晶振與兩個30PF 電容組成；復(fù)位電路則由S1 按鍵、10K 電阻與10uF 電解電容構(gòu)成。主控系統(tǒng)電路如圖2 所示。

圖2 單片機(jī)主控系統(tǒng)電路圖

1.2 恒流驅(qū)動系統(tǒng)

本設(shè)計 L ED 光源采用相互并聯(lián)方式，共由20 只5mm 高亮度小功率LED 燈珠組成；每只LED 燈珠的壓降約3.1V,工作電流約20mA.由白光LED 的正向伏安特性可知，當(dāng)LED 端電壓超過其正向?qū)妷汉?，較小的電壓波動都會導(dǎo)致工作電流的的劇烈變化，從而影響LED 的正常使用，固LED 宜采用恒流驅(qū)動方式。因此，本設(shè)計LED 采用高性能PT4115 恒流芯片驅(qū)動，PT4115 是一款連續(xù)電感電流導(dǎo)通模式的降壓恒流源芯片，能將直流電壓直接轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒流輸出；其采用6~30V 寬電壓輸入，輸出電流可達(dá)1.2A,轉(zhuǎn)換效率高達(dá)97%,輸出電流精度達(dá)±5%.該芯片內(nèi)部含有抖頻特性，極大的改善EMI,同時具有過溫、過壓、過流、LED 開路保護(hù)等多種功能。該芯片適合用于綠色照明LED燈的驅(qū)動電路，具有應(yīng)用電路非常簡潔的優(yōu)點(diǎn)。LED 恒流驅(qū)動電路如圖3 所示。

圖3 LED 恒流驅(qū)動系統(tǒng)電路圖

通過 PT4115 芯片上的DIM 端，可以方便的進(jìn)行模擬或PWM 調(diào)光。由于模擬調(diào)光是直接改變流過LED 電流的大小來實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)，除了亮度會改變以外，也會影響白光的質(zhì)量，即不同電流下發(fā)出的白光存在色偏。因此，本設(shè)計采用PWM 調(diào)光方案，PWM 調(diào)光的基本原理是保持LED 正向?qū)娏骱愣?，而通過控制電流導(dǎo)通和關(guān)斷的時間比例，即改變輸入脈沖信號的占空比，使LED 產(chǎn)生亮暗變化；并利用人眼的視覺殘留效應(yīng)，當(dāng)LED 亮暗變化頻率大于120Hz 時，人眼就不會感覺到閃爍，而看到是LED 的平均亮度。PWM 調(diào)光的優(yōu)勢是LED 正向?qū)ǖ碾娏魇呛愣ǖ?，LED 的色度就不會像模擬調(diào)光時產(chǎn)生變化。

PT4115 恒流驅(qū)動輸出的電流值計算公式為：

IOUT =（0.1×D）/ Rs（D 為方波信號占空比，Rs 為限流電阻。

本設(shè)計 LED 光源采用20 只小功率白光LED 燈珠并聯(lián)方式，且每只LED 燈珠額定電流為20mA,則PT4115 恒流驅(qū)動輸出最大電流IOUT 應(yīng)為400mA,因此Rs 選取0.25 Ω 電阻。

L1 為鎮(zhèn)流電感，選取68μ H,用于穩(wěn)定通過LED 的電流。D1 是續(xù)流二極管，當(dāng)芯片內(nèi)部MOS 管截止?fàn)顟B(tài)時為儲存在電感L1 中的電流提供放電回路；由于工作在高頻狀態(tài)，D1 選用正向壓降小且恢復(fù)速度快的肖特基二極管SS24.PWM 脈沖信號則由單片機(jī)P1.1 產(chǎn)生，其高低電平?jīng)Q定LED 的通斷狀態(tài)。將定時器T0溢出中斷定為1/2500 秒（即400μ S），每10 次脈沖作為一個周期，即頻率為250HZ.這樣，在每1/250 秒的方波周期中，通過改變方波的輸出占空比，從而實(shí)現(xiàn)LED 燈的10 級亮度調(diào)節(jié)，即LED 亮度等級由每個周期內(nèi)的高電平脈沖數(shù)目決定。當(dāng)高電平脈沖個數(shù)為1 時，占空比為1/10,亮度最低，其調(diào)光原理如圖4 所示；當(dāng)高電平脈沖為10 時，占空比為1,LED亮度最高。

圖 4 PWM 調(diào)光原理圖

1.3 時鐘系統(tǒng)

時鐘系統(tǒng)采用高性能的DS12C887 時鐘芯片，該芯片功能豐富，使用簡單，是一款高精度實(shí)時時鐘芯片；其可以自動產(chǎn)生世紀(jì)、年、月、日、時、分、秒等時間信息，具有閏年補(bǔ)償及鬧鐘（定時）功能，并且內(nèi)部自帶有鋰電池，外部掉電時，仍可維持時鐘準(zhǔn)確，其內(nèi)部時間信息能夠保持10 年之久；外部系統(tǒng)斷電后，用戶無需重新設(shè)定時間。

DS12C887 時鐘芯片有兩種總線工作模式，即Motorola 和Intel 模式。本設(shè)計選用Intel模式，即將芯片第一引腳MOT 接GND.同時，時鐘系統(tǒng)設(shè)置為24 小時模式，寄存器存儲模式選為二進(jìn)制格式。P0.0~P0.7 連接其地址數(shù)據(jù)復(fù)用端口AD0~AD7.P2.0~P2.3 分別連接芯片片選端CS、地址選通輸入端AS、讀/寫輸入端R/W 與數(shù)據(jù)選擇端DS.P3.2 連接中斷請求輸出端IRQ,用于處理鬧鐘中斷。該時鐘接口電路如圖5 所示。

圖5 時鐘系統(tǒng)電路圖

1.4 液晶顯示系統(tǒng)

顯示系統(tǒng)采用1602 字符型液晶。該液晶可顯示兩行，每行顯示16 個字符；且體積小、能耗低、操作簡單；適合于本設(shè)計所需數(shù)字、英文字母以及特殊符號的顯示要求。通過單片機(jī)控制1602 液晶實(shí)現(xiàn)首行年、月、日、星期顯示，第二行時、分、秒以及環(huán)境溫度顯示。

本系統(tǒng) 1602 液晶采用并行操作方式，P0.0~P0.7 通過借助10K 的上拉電阻連接其數(shù)據(jù)端口DB0~DB7,P0 口同時也連接著DS12C887 的數(shù)據(jù)地址端口，由于各自片選信號不同，選中時操作對應(yīng)芯片將不會造成操作沖突。P2.5~P2.6 分別連接1602液晶的使能端E、讀/寫選擇端RW、數(shù)據(jù)/命令選擇端RS.第3 引腳為液晶顯示對比度調(diào)節(jié)端，通過10K 滑動變阻器接地，用于調(diào)節(jié)液晶的顯示亮度。第15 管腳背光源正極BLA通過10 歐電阻接地，第16 管腳背光源負(fù)極BLK 接地。該液晶接口電路如圖6 所示。

圖6 液晶系統(tǒng)電路圖

1.5 溫度檢測系統(tǒng)

溫度檢測系統(tǒng)選用DALLAS 公司“一線總線”接口的數(shù)字溫度傳感器DS18B20,該傳感器具有微型化、低功耗、高性能等優(yōu)點(diǎn)，可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串行數(shù)字信號處理，測溫范圍為-55~125℃，最高分辨率可達(dá)0.0625℃。DS18B20 共有三個引腳電源正VCC、電源負(fù)GND 和信號輸入輸出口DQ.R3 為4.7K 的上拉電阻，用于保證單片機(jī)與DS18B20 通訊時高低電平準(zhǔn)確的被單片機(jī)機(jī)和DS18B20 識別。單片機(jī)P3.0 口通過R3 連接DQ 端口實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的采集處理，并通過液晶屏實(shí)時顯示。溫度檢測電路如圖7 所示。

圖7 溫度檢測電路圖

1.6 蜂鳴系統(tǒng)

蜂鳴系統(tǒng)用于產(chǎn)生鬧鐘報警聲以及按鍵提示音。由單片機(jī)P2.4 口控制PNP 三極管9012的通斷實(shí)現(xiàn)對蜂鳴器聲音控制；通過延遲函數(shù)實(shí)現(xiàn)蜂鳴報警聲的長短音控制，長音''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''滴''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''用于鬧鐘鈴聲，短音''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''滴''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''用于按鍵提示音。蜂鳴系統(tǒng)電路如圖8 所示。

圖8 蜂鳴系統(tǒng)電路圖

1.7 按鍵系統(tǒng)

按鍵控制系統(tǒng)由S2~S5 五個按鍵組成，分別為S2 時間設(shè)置鍵、S3 數(shù)值增大鍵、S4 數(shù)值減小鍵、S5 鬧鐘設(shè)置鍵以及S6 亮度調(diào)節(jié)鍵。S2 用于選擇需要調(diào)整的時間日歷以及鬧鐘參數(shù)，并作為時間日歷參數(shù)的存儲確認(rèn)鍵。S3 與S4 用于調(diào)整被選參數(shù)值的大小。S5 用于鬧鐘查看與存儲確認(rèn)鍵。S6 用于LED 燈光10 級亮度的調(diào)節(jié)鍵。按鍵系統(tǒng)電路如圖9 所示。

圖9 按鍵系統(tǒng)電路圖

1.8 電源系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)計最大功率約1.6W,可采用電池或穩(wěn)壓電源多種方式供電。由于系統(tǒng)光源采用20 只LED 燈珠并聯(lián)組成，所以LED 恒流驅(qū)動芯片PT4115 供電電源在6~30V 電壓范圍內(nèi)均可使LED 燈正常使用。但單片機(jī)供電系統(tǒng)采用三端穩(wěn)壓芯片7805,該線性穩(wěn)壓芯片正常工作輸入電壓與輸出電壓差值應(yīng)至少高于2V,若差值過大會增加額外功耗。因此，本系統(tǒng)宜選用2 節(jié)4.2V 鋰電池或9V 的穩(wěn)壓電源方式供電。同時，本文LED 恒流驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計簡潔靈活，可根據(jù)用戶需求適當(dāng)調(diào)整驅(qū)動電路參數(shù)，即可擴(kuò)展LED 照明功率，最大可至10W左右。系統(tǒng)軟件設(shè)計

該系統(tǒng)控制程序主要包含系統(tǒng)初始化程序、實(shí)時時鐘芯片處理程序、溫度傳感器芯片處理程序、液晶顯示程序、鍵盤檢測與處理程序、鬧鐘中斷以及定時器產(chǎn)生PWM 程序構(gòu)成。

2.1 系統(tǒng)主程序

系統(tǒng)主程序主要包括系統(tǒng)初始化程序（包括I/O 口初始化、DS12C887 時鐘芯片初始化、液晶1602 的初始化、外部中斷0 與定時器T0 設(shè)置）、按鍵檢測和處理程序、時鐘數(shù)據(jù)的讀取與處理程序、溫度數(shù)據(jù)的讀取與處理程序、液晶顯示程序、鬧鐘報警的判斷和處理程序、PWM 調(diào)光處理程序等。程序中設(shè)置鬧鐘標(biāo)志位Flag_ri,一旦鬧鐘時間到達(dá)，時鐘芯片IRQ引腳觸發(fā)外部中斷0,進(jìn)入中斷程序則置Flag_ri=1,用于主程序中鬧鐘報警的判斷與處理。

系統(tǒng)主程序流程圖如圖10 所示。

圖10 主程序流程圖

2.2 按鍵檢測和處理程序

按鍵控制系統(tǒng)由S2~S6五個按鍵組成，分別為S2時間設(shè)置鍵、S3數(shù)值增大鍵、S4數(shù)值減小鍵、S5鬧鐘設(shè)置鍵以及S6亮度調(diào)節(jié)鍵。S2用于選擇需要調(diào)整的時鐘以及鬧鐘參數(shù)，根據(jù)S2按下次數(shù)，依次選擇秒、分、時、星期、日、月、年，液晶屏上被選參數(shù)下方以光標(biāo)閃爍狀態(tài)提示，再通過按下S3或S4調(diào)整被選參數(shù)值的大小，S2按下累積8次時，則退出選擇功能并保存當(dāng)前數(shù)據(jù)至?xí)r鐘芯片。S5用于鬧鐘時間的查看與設(shè)置；首次按下S5,1602液晶屏第二行顯示已設(shè)置的鬧鐘時間；可通過S2、S3與S4重新設(shè)置鬧鐘時間；再次按下，則退出鬧鐘查看功能并保存當(dāng)前設(shè)置的鬧鐘參數(shù)至?xí)r鐘芯片。同時，S3與S4還可獨(dú)立作為鬧鐘產(chǎn)生時的取消鍵與LED燈光的關(guān)閉鍵。S6實(shí)現(xiàn)LED燈光亮度的10級調(diào)節(jié)，每按一次，LED亮度增大一級；當(dāng)達(dá)到亮度最大時，再次按下則關(guān)閉LED燈光。每次有按鍵按下，蜂鳴器都以短''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''滴''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''聲提示。按鍵檢測與處理流程圖如圖11所示。

圖11 按鍵檢測與處理流程圖

2.3 鬧鐘中斷程序

系統(tǒng)到達(dá)設(shè)置的鬧鐘時間，DS12C887 時鐘芯片IRQ 引腳輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，作為單片機(jī)P3.2 口INT0 中斷的申請輸入，并可通過讀取DS12C887 芯片的C 寄存器來清除IRQ 引腳輸出。因此，將外部中斷INT0 設(shè)置為負(fù)跳變沿觸發(fā)中斷，并設(shè)置鬧鐘標(biāo)志位Flag_ri,鬧鐘時刻到達(dá)時設(shè)置Flag_ri=1,用于主程序中的鬧鐘報警處理。鬧鐘中斷程序如圖12 所示。

圖12 鬧鐘中斷流程圖

2.4 定時器中斷程序

為產(chǎn)生調(diào)節(jié) LED 燈光亮度的PWM 信號，定時器T0 設(shè)置為工作方式0,即13 位計數(shù)器定時，最多裝載數(shù)值為213=8192 個。因?yàn)橄到y(tǒng)晶振采用12MHz,賦值使TH0=（8192-400）/ 32 與 TL0=（8192-400）%32,即可實(shí)現(xiàn)400μS 的定時中斷。10 次中斷（即4mS）作為一個周期，通過調(diào)節(jié)每個周期內(nèi)單片機(jī)P1.1（該控制口名稱定義為LED_PWM）輸出的占空比來產(chǎn)生PWM 脈沖信號，以控制PT4115 恒流驅(qū)動芯片實(shí)現(xiàn)LED 燈的10 級亮度調(diào)節(jié)。

程序設(shè)置對T0 中斷次數(shù)（即定義為T0_num）進(jìn)行計數(shù)，以便判斷一個周期到否；同時判斷比較高電平脈沖個數(shù)（即定義為scale 值，由調(diào)光鍵S6 按下次數(shù)設(shè)置）用于實(shí)現(xiàn)不同亮度等級的調(diào)節(jié)。在定時器T0 中斷服務(wù)程序中，首先T0 重新裝入定時為400μ S 的初值；定時器中斷次數(shù)T0_num 加1,判斷一個方波周期到否，若到達(dá)，令T0_num 歸零，并將P1.1口輸出電平置高（即LED_PWM=1）；如果一個方波周期還沒到，則與亮度等級scale 值作比較，判斷高電平脈沖個數(shù)scale 到否，若到達(dá)，令P1.1 口輸出電平置低（即LED_PWM=0），否則繼續(xù)保持P1.1 口輸出高電平（即LED_PWM=1）；而后中斷返回，等待下一次定時中斷。

這樣，P1.1 口就產(chǎn)生了所需的PWM 調(diào)光信號。定時器生成PWM 流程圖如圖13所示。

圖13 定時器生成PWM流程圖 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上設(shè)計方案，本文制作了該款基于PWM 調(diào)光的多功能LED 臺燈。經(jīng)調(diào)試后系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，基本可以滿足家庭生活的使用要求。系統(tǒng)工作時，最低功率（即LED 熄滅狀態(tài)）為0.28W;最大功率（即LED 最高亮度狀態(tài)）約為1.52W;同時，液晶顯示時間、日歷與溫度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，鬧鐘功能穩(wěn)定。實(shí)物照片如圖14 所示。

圖 14 實(shí)物照片 結(jié)論

本文多功能LED 臺燈系統(tǒng)采用AT89S51 單片機(jī)為控制核心，運(yùn)用恒流驅(qū)動方案與PWM調(diào)光技術(shù)實(shí)現(xiàn)L ED 臺燈的多級調(diào)光控制，并兼有時間日歷、溫度檢測、液晶顯示以及聲光鬧鐘等功能。該系統(tǒng)具有控制電路簡單、亮度調(diào)節(jié)精確、功能豐富、實(shí)用便捷等優(yōu)點(diǎn)，適合于現(xiàn)代家庭的實(shí)際需要?？梢灶A(yù)見，隨著LED 照明技術(shù)的不斷發(fā)展完善，節(jié)能高效的LED將在家用照明領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用。

第五篇：五年級科學(xué)《調(diào)光小臺燈》教學(xué)設(shè)計及反思

五年級科學(xué)《調(diào)光小臺燈》教學(xué)設(shè)計及反思

一、教學(xué)目標(biāo)： 知識與技能

1、初步了解“利用鉛筆芯使調(diào)光小臺燈實(shí)現(xiàn)調(diào)光”的技術(shù)手段。

2、進(jìn)一步學(xué)習(xí)電路的連接、組裝等。方法與過程

1、觀察臺燈的組成部分，培養(yǎng)學(xué)生善于觀察、善于提問的能力。

2、討論、交流設(shè)計方案，明確調(diào)光臺燈的制作步驟和方法。

3、拓展延伸，主動探究便于調(diào)節(jié)臺燈亮度的方法。情感態(tài)度與價值觀

1、通過觀察生活中常見的調(diào)光開關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生善于觀察、善于發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)他們善于提出問題、善于解決問題、善于反思的能力。

2、在設(shè)計和制作活動中，培養(yǎng)學(xué)生良好的勞動習(xí)慣。

二、教學(xué)準(zhǔn)備： 教師材料、工具

基本電路模型、木板、吸管、小電珠、電池、電池夾、自攻螺絲、導(dǎo)線、回形針、鉛芯、導(dǎo)線、剪刀、十字螺絲刀等。

學(xué)生材料、工具

調(diào)光小臺燈模型材料包（木板、吸管、小電珠、電池、電池夾、自攻螺絲、導(dǎo)線、回形針、鉛芯、導(dǎo)線）

剪刀、十字螺絲刀。

三、教學(xué)過程：

一）復(fù)習(xí)舊知、導(dǎo)入新課

1、復(fù)習(xí)舊知(P2)

2、揭示課題。

3、回憶舊知 二）設(shè)計調(diào)光裝置

普通電路、鉛芯、回形針、實(shí)物投影儀。

1、出示普通小臺燈模型的電路，引導(dǎo)學(xué)生觀察其結(jié)構(gòu)。

2、加入鉛芯和回形針，變成調(diào)光開關(guān)，引導(dǎo)學(xué)生觀察變化。

3、組織大組交流。

1）觀察普通小臺燈模型電路，了解其結(jié)構(gòu)組成和開關(guān)。2）仔細(xì)觀察調(diào)光開關(guān)的變化及調(diào)光的效果。

能夠通過觀察了解普通小臺燈和調(diào)光小臺燈的電路結(jié)構(gòu)組成、開關(guān)的結(jié)構(gòu)。在討論交流過程中，學(xué)會表達(dá)、傾聽 三）繪制草圖

調(diào)光小臺燈學(xué)習(xí)單、實(shí)物投影儀。

1、觀察調(diào)光小臺燈結(jié)構(gòu)，組織學(xué)生討論填寫學(xué)習(xí)單。

2、引導(dǎo)學(xué)生嘗試擺弄，設(shè)想調(diào)光小臺燈模型的結(jié)構(gòu)，組織學(xué)生進(jìn)行討論。

3、組織學(xué)生繪制設(shè)計草圖。

1、分析調(diào)光小臺燈結(jié)構(gòu)，填寫學(xué)習(xí)單。

2、嘗試擺弄，設(shè)想調(diào)光小臺燈模型結(jié)構(gòu)，并討論交流。

3、繪制設(shè)計草圖。

能夠設(shè)想調(diào)光小臺燈的電路連接步驟，并通過嘗試擺弄，預(yù)想制作過程中的困難，并在互助學(xué)習(xí)中培養(yǎng)勇于克服困難的習(xí)慣。

四）組織競賽、開展制作

十字螺絲刀、剪刀、木板、吸管、小電珠、電池、電池夾、自攻螺絲、導(dǎo)線、回形針、鉛芯、導(dǎo)線。

1、組織學(xué)生開展制作競賽。

2、巡視指導(dǎo)。

1、開展調(diào)光小臺燈制作競賽。選擇合適的工具、方法開展加工制作。五）欣賞作品相互評價 書本、實(shí)物投影儀。

1、組織學(xué)生欣賞各自完成的調(diào)光小臺燈模型，根據(jù)評價表上的指標(biāo)開展自評和互評。

2、組織學(xué)生推薦優(yōu)秀作品，并交流對作品的評價。

1、欣賞各自完成的調(diào)光小臺燈模型，根據(jù)評價表上的指標(biāo)開展自評和互評。

2、展示各組優(yōu)秀作品，并交流對作品的評價。學(xué)會客觀評價自己和他人的作品 能大膽表達(dá)自己對優(yōu)秀作品的評價 六）反思作品、改進(jìn)創(chuàng)新

調(diào)光小臺燈模型范作等。

1、組織學(xué)生反思作品，開展創(chuàng)新改進(jìn)設(shè)想。

2、組織學(xué)生交流設(shè)想。

3、出示調(diào)光小臺燈模型范作，拓展小結(jié)。

1、反思作品，開展創(chuàng)新改進(jìn)設(shè)想

2、交流設(shè)想圖紙

學(xué)會反思，并通過文字、圖片等形式開展創(chuàng)新改進(jìn)設(shè)想 學(xué)會交流設(shè)想意圖 小臺燈教學(xué)反思

《調(diào)光小臺燈》一課是五年級第二冊教材中的第七課，本課圍繞調(diào)光小臺燈的調(diào)光開關(guān)設(shè)計、電路連接設(shè)計、外觀改進(jìn)展開教學(xué)活動，旨在引導(dǎo)學(xué)生了解調(diào)光開關(guān)的結(jié)構(gòu)與材料，討論其加工及組裝程序，并開展制作、評價和改進(jìn)，以此培養(yǎng)學(xué)生良好的設(shè)計制作習(xí)慣：了解結(jié)構(gòu)——了解材料——設(shè)想步驟——開展制作——試用評價——改進(jìn)創(chuàng)新。

由于調(diào)光開關(guān)的結(jié)構(gòu)和鉛芯可以用作控制電流大小的材料是學(xué)生之前沒有的知識。所以本課的設(shè)計思路是由調(diào)光小臺燈與普通臺燈的燈光對比入手，讓學(xué)生觀察燈光的不同，從中獲得調(diào)光開關(guān)可以控制燈光這個現(xiàn)象，并引出設(shè)計一個調(diào)光小臺燈模型這個想法。隨后在充分討論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識調(diào)光開關(guān)的結(jié)構(gòu)，利用提供的材料設(shè)計調(diào)光開關(guān)，小組討論調(diào)光小臺燈模型電路和基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計，然后按步制作。制作過程中，個別學(xué)生可能會提出鉛芯無法與木板連接這個問題，可請學(xué)生根據(jù)這個問題進(jìn)行思考解決。完成作品后，由各小組開展自評和互評，并針對各自的調(diào)光小臺燈開展反思，提出改進(jìn)設(shè)想，并大組交流。

因?yàn)槲芘c木板的連接，吸管與小電珠的連接等是本課的教學(xué)難點(diǎn)，所以學(xué)生在連接上還存在著一定的困難，加上用鉛芯來作為臺燈的調(diào)光設(shè)計，學(xué)生不是很能理解，所以沒能在課內(nèi)把這個調(diào)光臺燈做完。

通過本課學(xué)生的實(shí)際，發(fā)現(xiàn)在今后的學(xué)生實(shí)際操作上，將每一步的操作過程事先分析清楚，免得學(xué)生做錯了再修改。對于學(xué)生在勞技上所需要的勞動工具將及時和學(xué)校聯(lián)系，進(jìn)行一定的補(bǔ)充，以便更好地完成教學(xué)任務(wù)。