聲光控制路燈電路課程設計

1、景德鎮(zhèn)高等?？茖W校畢業(yè)論文選題題目： 聲光控制燈電路 指導老師： 孫小霞 所屬院系： 機械電子工程系 專 業(yè)： 通信技術 姓 名： 馮唐貴 研究方向: 電子制作 選題時間： 2010年10月25日 第一章 概述1.1設計要求及任務此次我們組需要設計的電路是聲光控制路燈電路，在此電路中，我們希望達到的目的是，使電路能根據(jù)聲音和光線的作用自動發(fā)光，并且自動熄滅。在白天強光照射時，電路中燈泡不發(fā)光；而晚上無燈光或被遮光，并且有聲響時燈泡發(fā)光，且延續(xù)秒后熄滅。此電路圖的設計主要是基于用聲光控延時開關代替住宅小區(qū)的樓道上的開關，只有在天黑以后，當有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮

2、，提供照明，當人們進入家門或走出公寓，樓道燈延時幾分鐘后會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達到節(jié)能的目的。聲光控延時開關不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學樓等公共場所，用途非常廣泛。1.2設計組分工參與本次設計首先通過在思考、設計、焊制、調試階段，資料的收集與整理、電路板的焊制，并在收集資料過程中，我在學校圖書館查閱了大量的文獻，并綜合網上發(fā)布的一些權威電路資料，對相關知識進行整合。最后從原件位置的布局到電路板的調試過程第二章 原理設計2.方案選擇2.1.1含555定時器、光敏三極管、雙向可控硅的聲光控電路簡要分析其優(yōu)點：此聲、光同時控制的新式照明燈用光敏

3、三極管的輸出端控制555的觸發(fā)控制端，用音頻放大電路控制555的復位端。555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，控制雙向可控硅，簡單易制、成本低、節(jié)電又方便。原理圖設計：設計中考慮到光敏電阻的阻值隨電壓升高有規(guī)律的下降，而蜂鳴器則用駐極體話筒代替。具體原理如圖2-1:圖2-1為電路原理圖555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，控制雙向可控硅，當555定時器輸出高電平，觸發(fā)可控硅導通，燈泡亮，當555定時器輸出低電平時，可控硅未導通，燈泡滅。電路由l0V穩(wěn)壓直流電源供電。為使聲光同時控制，將光敏三極管的輸出端控制555的觸發(fā)復位端，音頻放大電路控制555的觸發(fā)端。缺點：在：該電路在聲強50dB時，對照明燈的有效控制

4、率高于94，過于敏感。很小的聲音也會促使燈發(fā)光，會造成能源的浪費。2.1.2運用制成聲光控電簡要分析其優(yōu)點：聲光控延時開關的電路原理圖見圖所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路，其內部含有4個獨立的與非門vd 1vd4，使電路結構簡單，工作可靠性高。圖為設計原理圖陶瓷壓電蜂嗚片B把聲音變成直流控制電壓。通過光敏電阻的改變，使電位發(fā)生改變，從而控制晶閘管的通斷，從而達到使燈自動熄滅的目的。缺點：降壓功能不強，對晶閘管的沖擊電流大，對燈泡的壽命有影響。2.1.3聲光控開關 IC CD4011應用電路簡要分析其優(yōu)點：其采用集成塊IC CD4011，制作起來成本低、并且節(jié)電又方便。同時，對聲音的

5、靈敏度適中，并且原件容易設計。小結：在綜合了以上三種電路的優(yōu)缺點后，我們決定采用第三種方案。2.2總體設計由于引入的是交流電，在輸入端需要引入電橋，其作用是時輸入的交流信號質量變?yōu)槊}沖的直流電壓。為了使電路處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，必須加濾波電路，于是需要在整流電路后設計電容。為了控制電路的通斷，還是采取控制高低電平的辦法，用三極管的通斷直接決定燈泡的點亮和熄滅。作為聲光控電路，發(fā)光二極管和話筒都是必不可少的。在IC CD4011的連接時要注意每個引腳的具體含義，以及接地拐角的設定。為了能更直觀、更立體地展現(xiàn)出設計效果，我們在Protel 99 SE 軟件中對原理圖進行了繪制，如圖2-3。圖2-4為

6、聲光控開關設計電路圖2.3設計解析黑夜到來，光敏電阻失去光照，呈高組態(tài)，但因其一端接地，所以IC（13）腳仍為底電平。但腳步聲被MIC檢測到，就有脈沖從IC（1）腳輸入，繼而使IC（4）腳輸出正脈沖信號，從而在IC內部各反相器及外圍阻容元件的作用下，使可控硅導通，是照明燈點亮。燈亮了以后，電容C2緩慢放電，當IC（5）腳電平下降到臨界點時，IC（8）腳輸出低電平，使燈熄滅。燈亮的時間與R4和C2的容量有關，其時間T=R4*C2，2.4模塊說明2.4.1整流模塊四只整流二極管D1D4J接成電橋的形式，固有橋式鎮(zhèn)流之稱，如圖2-5。鎮(zhèn)流橋的D1D2連接處稱共陰極，用“+”標記，即電流從此處流出,D

7、3D4連接處稱為共陽極，用“-”標記，其他兩點表示接交流電源標記“”。圖2-5為鎮(zhèn)流橋電路2.4.2IC TC 4069UBP的介紹IC TC 4069UBP包含6個電路變頻器，因為內部電路有一個單級逆變器，這使它適合于應用的CR振蕩器電路，晶體振蕩器電路和線性放大器。因為其應用變頻器 ，使傳播時間大為減少，圖2-6、2-7、2-8分別是IC TC 4069UBP在PROTEL板、內部原理及實物圖。圖2-6為其在PROTEL上的電路圖 圖2-7為其原理圖 圖2-8為其實物圖第三章 聲光控開關總述聲光控是通過光敏電阻來實現(xiàn)的，當光敏電阻在背光的的時候燈就會慢慢的熄滅，即這時也是人走過 了的時候。

8、在有的電路中這種原理也可以通過聲音的振動來實現(xiàn)，當人走過是只需用手輕排一下燈就會自動的亮，人離開后又熄滅。這樣就給路人提供了相應的方便，同時，也達到了節(jié)電和節(jié)能的目的，延長燈的壽命。在實際生活中節(jié)電節(jié)能，能夠實現(xiàn)更多的自動化。課題分析它主要由9部分組成：整流、穩(wěn)壓二極管；話筒；光敏電阻，可控硅開關等。能夠通過調節(jié)電阻和電容的大小來改變燈亮的時間長短，如果，時間過長就應該減小電阻或電容的值，反之，則增大。光敏電阻和話筒的高度也會使燈的時間受到影響。聲光控節(jié)電開關，在白天或光線較亮時,節(jié)電開關呈關閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線較暗時，節(jié)電開關呈預備工作狀態(tài)，當有人經過該開關附近時，腳步聲、說話聲、拍手

9、聲等都能開啟節(jié)電開關。燈亮后經過40秒左右的延時節(jié)電開關自動關閉，燈滅。該開關適用于樓道、走廊、洗涮間、廁所等公共場合，能節(jié)電并延長燈泡使用壽命。給人們的生活帶來了很多的方便，受到了廣泛的應用。本電路是采用分分離元件的聲控延時電路，其電路原理圖如下圖所示 方框原理圖說明：220V的燈充電直接整流。在輸入端串聯(lián)25W燈泡，輸出端接可控硅（負載）供電電路穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路是給話筒放大，音頻放大等提供8.2V直流電，話筒放大，可以把聲音信號轉換為電信號并放大，然后，經過音頻放大器使信號達到足夠大；檢波音頻信號的正半周，即：把音頻信號轉換為直流信號。經過延時電路以后送到控制電路，由控制電路去控制可控硅

10、，若可控硅斷開，則整流電路負載斷開，若導通，則整流電路負載導通。光敏控制電路把光照變成電信號，從而去控制音頻信號往后邊輸送情況?？梢姡罕倦娐窡襞菀芸煽毓璧目刂疲煽毓枋茉捦踩〉玫囊纛l信號和光敏電阻的控制，從而可以實現(xiàn)聲控和光控；燈亮的時間由延時電路的時間長度決定。檢波二極管取得的音頻信號正半周時C2充電后得到的直流電壓，就是控制電壓，要射放必須經過R4、可控硅，射放完的時間就是延遲時間，主要由C2、R4的參數(shù)控制。=R4C2（3-5倍時間電壓射放完）。R4=15M，C2=2.2F。如果要延長時間可增大C4，反之減小。第四章 焊板及調試4.1電路板焊制開始從烙鐵架上拿出電烙鐵時，以45度靠緊焊

11、接面進行預熱；然后將焊錫絲同時伸向被焊的組件腳及焊盤，一起接觸被焊處；當焊錫絲熔化，向焊接處推入焊錫絲，使焊錫潤濕焊盤與組件腳，當焊點上的焊錫成圓錐形時即抽離焊錫絲。在焊錫完全熔化后，移去烙鐵頭。如果焊點有連焊，我會將焊錫線與烙鐵頭一起接觸在連焊的焊點之間，待焊錫絲與助焊劑一起熔化后，移去焊錫絲，再將烙鐵頭側放著向下移走，吸去多余的焊錫；焊點的標準是：焊點呈錐形，焊錫要適量，表面有光澤，光滑，清潔等。焊制電路板的關鍵步驟就是焊接問題，經歷了這次真正的焊板子的課程設計，我深刻體會到了仔細認真的重要性，在焊接中常常會出現(xiàn)因馬虎而導致的錯誤，因為元器件的管角與元器件本身分布于電路板的兩側，我們很難分

12、辨出哪個管腳是屬于哪個元器件的，因此有時會出現(xiàn)焊接錯誤。另外，焊接時擺放元器件也是十分重要的，將原件擺放到合適的位置有利于整體版面的美觀大方，各個元件之間既不能緊湊在一起，又不能離得太遠了，因為在一起會給焊接帶來很多麻煩，離得太遠又耗費導線，導線應該沿著電路板的邊緣鋪設，避免交叉。4.2調試的步驟初步檢查電路板，用表筆查看是否有虛焊等情況；在上一步的基礎上，用表筆查看原件正負極有無接反；還要注意觀察話筒和光敏電阻的位置是不是達到要求的位置，是否有被擋住。在進行實驗時，首先，用東西擋住光敏電阻使其背光，然后鼓掌或說話，燈泡亮后再把遮擋物拿開，觀察燈點亮30秒左右后熄滅；如果時間太久，可通過改變電

13、阻和電容的值來縮短燈亮的時間，達到節(jié)電的目的。第五章 展望該電路的優(yōu)點在于R3的可以調整IC（1）電位，使非門處在翻轉的臨界點偏低一些，提高靈敏度。本電路最大的缺陷是接了220V直流電壓后，鎮(zhèn)流橋很容易被擊穿。在設計電路時，這方面沒有考慮周全。其改進措施應為在燈泡前安放變壓器。第六章 心得體會說實話，做這份試驗指導書我的收獲比以前的要大得多。從Pspice、MATLAB、protel一路走過來，確實感到了課設是一個能真正讓學生學到振動細的地方。在開始的答辯時，老師注重得最多的應該是格式，我們常常因為一些“小四”“小二”等問題，被老師直接打回。漸漸的，老師教會了我們學會去描述軟件，將所做的東西清

14、清白白描述在紙上，呈現(xiàn)給別人看。而這次的指導書又不同，老師著重要我們掌握的是如何研究問題。首先，這個社會必然會出現(xiàn)一種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象需要得到改善。我們作為一個設計者，應該拿出多種解決問題的方案。就比如此次設計的聲光控電路，可以有555計時器，也可以有其他的方案，但最終會產生一個最佳方案。我們就以這個方案來實踐。在實踐方案前，還要對原理，各模塊進行展開分析，力求對每一部分了解透徹，而不是一知半解。俗話說：“實踐出真知。”只有實踐了后才知道結果是否達到了自己的預期，或者說是否在時間過程中產生了更好的思路，這都是一個逐步學習的過程。完成這次課程設計我覺得收獲很多，不但進一步掌握了模電的知識及一門專業(yè)仿真軟件的基本操作，還提高了自己的設計能力及動手能力。更多的是讓我看清了自己，明白了凡事需要耐心，實踐是檢驗真理的唯一標準。理論知識的不足在這次實習中表現(xiàn)的很明顯。這將有助于我今后的學習，端正自己的學習態(tài)度，從而更加努力的學習。只有這樣我們才能真正的去掌握它，而不是只懂得一點皮毛。同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)