聲光雙控延時(shí)節(jié)電開關(guān)

1、目錄2摘要3前言4一、設(shè)計(jì)任務(wù)及主要指標(biāo)和要求51.1、 設(shè)計(jì)任務(wù) 51.2、主要技術(shù)指標(biāo) 51.3、設(shè)計(jì)要求 51.4、設(shè)計(jì)條件 5二、設(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖62.1、設(shè)計(jì)思路 62.2、設(shè)計(jì)原理 72.3、工作流程框圖 7三、單元電路設(shè)計(jì)83.1、方案論證 83.2、單元電路設(shè)計(jì) 93.3、重要元器件簡(jiǎn)介11四、總體電路 15五、參數(shù)計(jì)算 17六、焊接調(diào)試電路 17七、心得體會(huì) 20八、電子元器件清單 21九、參考文獻(xiàn) 21聲光雙控延時(shí)節(jié)電開關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：聲光雙控延時(shí)節(jié)電開關(guān)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(xué)樓等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可

2、靠等優(yōu)點(diǎn)，而且降低能耗、節(jié)約能源、注重環(huán)保是當(dāng)今世界的主潮流，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)靈敏度很高的聲控開關(guān)，用普通的行人腳步聲就能將電路觸發(fā)。本電路僅用一只cmos門電路hef4069與壓電陶瓷聲傳感器配合就能將雙向可控硅觸發(fā)，使其導(dǎo)通，將電燈打開。它不需發(fā)送關(guān)閉信號(hào)，由電路自身的延時(shí)電路將燈關(guān)閉。當(dāng)燈被打開后，延時(shí)電路延時(shí)約25s后將燈自動(dòng)關(guān)閉。該電路還具有自動(dòng)光控作用，在白天由光敏二極管控制著電路，即使受到聲信號(hào)的觸發(fā)，開關(guān)也不會(huì)被打開。這種聲控開關(guān)適合于作安裝在樓道等公共場(chǎng)所的照明燈的聲控開關(guān)。關(guān)鍵詞: 聲光雙控 延時(shí) 節(jié)電 開關(guān)abstract: acousto-

3、optic pairs of energy-saving switch control delay applies not only to residential areas, the corridor, but also applies to factories, office buildings, teaching buildings and other public places, it has a small size, beautiful shape, making easy, reliable, etc., but also reduces to consumption, ener

4、gy conservation, pay attention to environmental protection is the main trend in todays world, suitable for all kinds of buildings, corridor lighting. the design is a high sensitivity of the voice-activated switch, with the ordinary pedestrian footsteps will be able to trigger the circuit. this circu

5、it only one cmos gate hef4069 and piezoelectric ceramic acoustic sensors with bi-directional scr can be triggered to conduction, the lights turn. it did not have to send off the signal from the circuits own delay circuit will be lights off. when the lamp is opened, the delay circuit delay of about 2

6、5s after lights shut down automatically. the circuit also has an automatic light control role in the day by the light-sensitive diode control circuit, even if triggered by the acoustic signal, the switch will not be opened. this voice-activated switch suitable for installation in the corridor lighti

7、ng in public places such as voice-activated light switch.keywords: acousto-optic pairs of energy-saving switch control delay前 言：近年來，城市居民住宅越來越趨向高層化。高層建筑的一個(gè)不可忽略的問題是樓道等公用部分的照明問題。樓道照明燈如果不能做到隨手關(guān)燈，將是一個(gè)極大的能源消耗。以一棟六單元十二層樓房為例：每層安裝一只15瓦的燈泡，就是72個(gè)燈泡，每小時(shí)耗電1.08度。如果這些燈徹夜通明，一晚耗電10多度，一年就是4000多度。一般住戶在開燈后往往忘了或不愿意再費(fèi)事專門

8、去關(guān)燈。感應(yīng)式樓道照明開關(guān)是解決這個(gè)問題的一種簡(jiǎn)單方法。它可以在開燈后一定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有人走過，樓道燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光雙控延時(shí)節(jié)電開關(guān)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(xué)樓等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，而且降低能耗、節(jié)約能源、注重環(huán)保是當(dāng)今世界的主潮流，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。由于近年來我國的照明器材行業(yè)的迅速崛起，中國已經(jīng)成為電光源產(chǎn)品的主要輸出國之一。照明器材行業(yè)屬一般性競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)，是我國輕工業(yè)對(duì)外開放較早的行業(yè)之 一。wto后，國際上一些知名品牌大企業(yè)相繼進(jìn)入國內(nèi)產(chǎn)銷領(lǐng)域，使得國內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)國際化。努力增加

9、節(jié)能光源和不同檔次、花樣、不同用途的照明器具的開發(fā)，加快綠色、節(jié)能光源產(chǎn)品的開發(fā)推廣和應(yīng)用是我國目前照明器材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)。我國照明器材行業(yè)將面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而由此帶來的巨大商業(yè)利益也成為一些企業(yè)矚目的焦點(diǎn)。生產(chǎn)需求：隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)調(diào)整的步伐進(jìn)一步加快，一般照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)大量向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，而中國又是一個(gè)比較適合的國家，一是中國具備生產(chǎn)這些產(chǎn)品的條件，二是勞動(dòng)力成本比較低，從而使中國逐步成為照明電器產(chǎn)品出口大國。展望未來的國內(nèi)市場(chǎng)，需求仍會(huì)呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，以下強(qiáng)力因素都預(yù)示著我國照明市場(chǎng)仍有很大的潛力可挖?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面：機(jī)場(chǎng)、鐵路、港口、城市軌道交通等

10、訊速發(fā)展，每一項(xiàng)工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市廣場(chǎng)、綠地、道路、建筑物泛光照明，已從大城市發(fā)展到中小城市。因此我設(shè)計(jì)一個(gè)聲光雙控延時(shí)節(jié)電開關(guān)來解決此浪費(fèi)問題。夜晚，行人經(jīng)過樓道口出入時(shí)，照明燈自動(dòng)點(diǎn)亮25s后熄滅；白天，照明燈自動(dòng)停止工作。正 文：一、 設(shè)計(jì)任務(wù)及主要指標(biāo)和要求1.1、 設(shè)計(jì)任務(wù)在實(shí)習(xí)的兩周內(nèi)保質(zhì)保量完成設(shè)計(jì)聲光雙控延時(shí)節(jié)電開關(guān)電路，并且購買相關(guān)元器件焊接出實(shí)物，并進(jìn)行調(diào)試。1.2、主要技術(shù)指標(biāo)延遲時(shí)間 =25s；控制方式 光敏二極管、壓電陶瓷傳感器、雙向可控硅等控制照明燈點(diǎn)亮和熄滅；1.3、設(shè)計(jì)要求（1）、設(shè)計(jì)思路清晰，給出整體設(shè)計(jì)框圖；（2）、設(shè)計(jì)各單元電路，給出具

11、體設(shè)計(jì)思路、電路器件；（3）、總電路設(shè)計(jì)；（4）、安裝調(diào)試電路；（5）、寫出設(shè)計(jì)報(bào)告；1.4、設(shè)計(jì)條件（1）、protel，ni multisim軟件輔助設(shè)計(jì)電路原理圖及仿真。（2）、圖書館借閱相關(guān)電子設(shè)計(jì)與制作的參考書籍。（3）、充分利用電子閱覽室數(shù)字圖書館有效資源，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)期刊。（4）、請(qǐng)教輔導(dǎo)老師和同學(xué)有疑惑的地方，以方便快速。- 4 -課程設(shè)計(jì) 聲光雙控延遲節(jié)電開關(guān)電路二、 設(shè)計(jì)總體思路，基本原理和框圖2.1、設(shè)計(jì)思路此課程設(shè)計(jì)靈感來源于寢室樓道、走廊上的不眠燈。當(dāng)時(shí)就想能否設(shè)計(jì)一個(gè)像家里樓道那樣的節(jié)電照明燈，從而相應(yīng)黨“十七大”提出的科學(xué)發(fā)展，建和諧環(huán)保社會(huì)。（1）、照明燈是夜晚

12、才能點(diǎn)亮，如果白天點(diǎn)亮就起不到節(jié)能作用了，這就要安裝一個(gè)光敏二極管來控制電路開啟和關(guān)閉，光敏二極管rd感應(yīng)光線明暗來判斷白天黑夜。在夜晚時(shí)，有行人通過時(shí)照明燈點(diǎn)亮，這就需要一個(gè)壓電陶瓷傳感器，從而控制雙向可控硅vs的導(dǎo)通與斷開。白天，光敏二極管rd電阻極小，雙向可控硅vs不能被觸發(fā)；夜晚，光敏二極管rd電阻極大，雙向可控硅vs可以被觸發(fā)。（2）、電路中，反相器f1作為電壓放大器，r2是它的偏置電阻。由壓電陶瓷聲傳感器htd接收到腳步聲信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電脈沖后，經(jīng)f1放大、f2整形后由腳輸出。光敏二極管rd和f3、f4組成光控電路。夜間，由于光敏二極管的內(nèi)阻很大，它和r3的并聯(lián)值仍然很大，電容c

13、3作為耦合電容，將f5輸出的信號(hào)脈沖耦合至f3、f4，經(jīng)過vd5的整流向c3充電。當(dāng)c3充電至f5的轉(zhuǎn)換電平后，f5輸出低電平，再經(jīng)f6反相變?yōu)楦唠娖?，并通過r5將雙向可控硅vs觸發(fā)，接通了電燈的電源通路。該通路為：電源火線vd2vsvd4燈泡電源零線。（3）、在白天，由于光敏二極管rd內(nèi)阻變?。s為10k），它和r3的并聯(lián)值也變小，這時(shí)c2和r3rd形成了微分電路，而不是原來的耦合電路。由f2輸出的脈沖信號(hào)，通過微分電路形成的尖脈沖遠(yuǎn)不足以使f3及其后續(xù)電路改變狀態(tài)，因而可控硅不可能被觸發(fā)，電燈不會(huì)亮。（4）、c3、r4與f5組成延時(shí)控制電路。當(dāng)控制信號(hào)由f4輸出后，通過vd5整流，將脈沖信

14、號(hào)變?yōu)橹绷骱笙騝3充電，并在充電電壓達(dá)到一定值后使f5發(fā)生轉(zhuǎn)換。當(dāng)控制信號(hào)消失后，電容c3通過r4放電，放電時(shí)間常數(shù)為r4c3，約為25秒。當(dāng)c3放電至使f5的輸人端電壓低于轉(zhuǎn)換電平后，f5輸出高電平，f6輸出低電平，雙向可控硅vs關(guān)斷，電燈因失去電源而熄滅。2.2、設(shè)計(jì)原理該開關(guān)體積小，可直接安裝于原電燈開關(guān)處，兩根引線與原開關(guān)的接線相連。平時(shí)，電源經(jīng)vd1vd4整流、r1和c1濾波、穩(wěn)壓管dw穩(wěn)壓后，向電路提供工作電源。電源回路由負(fù)極經(jīng)vd4及燈泡燈絲形成回路。由于電路處于靜態(tài)，基本上不消耗電流，因此既不會(huì)使燈泡發(fā)光，也不會(huì)消耗電能。這時(shí)，在f5的輸人端，由于有下拉電阻r4的作用，它的輸出

15、端腳為高電平，f6的輸出端腳為低電平，雙向可控硅vs因無觸發(fā)信號(hào)而不導(dǎo)通，燈不會(huì)亮。2.3、工作流程框圖光敏二極管rd雙向可控硅vs可觸發(fā)不能被觸發(fā)夜晚 夜晚白天 雙向可控硅vs不能被觸發(fā)無行人聲傳感器htd無脈沖發(fā)出脈沖c2和r3rd形成了微分電路有行人聲傳感器htd接收到腳步聲信號(hào)尖端脈沖過小可控硅不能被觸發(fā)聲傳感器htd發(fā)出脈沖f3及其后續(xù)電路不改變狀態(tài)三極管v6不導(dǎo)通f1放大、f2整形光敏二極管rd、r3、c3耦合vs觸發(fā)照明燈zd不亮f5輸出的信號(hào)脈沖耦合至f3、f4vd5的整流 電容c3放電無行人電容c3充電 f5輸出低電平f5輸出高電平f6輸出高電平平f6輸出低電平雙向可控硅導(dǎo)通

16、照明燈zd點(diǎn)亮雙向可控硅關(guān)斷照明燈zd熄滅三、 單元電路設(shè)計(jì)3.1、方案論證：方案一： 在ni multisim軟件中設(shè)計(jì)和仿真聲光雙控延時(shí)節(jié)能開關(guān)電路。設(shè)計(jì)的聲光雙控延時(shí)節(jié)能開關(guān)電路可以由光敏二極管判斷白天黑夜，同時(shí)根據(jù)壓電陶瓷傳感器對(duì)照明燈點(diǎn)亮及延時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)仿真電路。方案二：采用protel軟件繪制光敏二極管、雙向可控硅、壓電陶瓷傳感器組成的電路原理圖，并制作pcb板?？尚行苑治觯荷厦鎯煞N方案中，方案一是在ni multisim軟件中生成的，此種方案較為簡(jiǎn)單易行，思路較清晰，分多個(gè)模塊，但不能制作出pcb板，不利于實(shí)際電路的焊接，另由于宿舍電腦內(nèi)沒有安裝ni multisim軟件，故不采

17、用此方案。方案二要人為繪制電路原理圖，但電容、電阻、二極管和三極管等原件較常見，總電路圖相對(duì)簡(jiǎn)單。綜上確定方案二為本次課程設(shè)計(jì)的最終方案。3.2、單元電路設(shè)計(jì)聲光控開關(guān)必須同時(shí)具備兩個(gè)條件，聲光才起作用。從聲光控開關(guān)的結(jié)構(gòu)上分析，開關(guān)面板表面裝有光敏二級(jí)管，內(nèi)部裝有壓電陶瓷傳感器。而光敏二極管的敏感效應(yīng)，只有在黑暗時(shí)才起到作用（可用液晶萬用表測(cè)得數(shù)值）。也就是說當(dāng)天色變暗到一定程度，光敏二級(jí)管感應(yīng)后會(huì)在電子線路板上產(chǎn)生一個(gè)脈沖電流，使光敏二級(jí)管一路電路處在關(guān)閉狀態(tài)，這時(shí)在樓梯口等處只要有響聲出現(xiàn)，壓電陶瓷傳感器就會(huì)同樣產(chǎn)生分壓，這時(shí)聲光控制開關(guān)電路就連通起作用。因?yàn)楸仨氁€(gè)條件同時(shí)存在，聲光

18、控開關(guān)才起作用，故叫與門電路。3.2.1、聲控電路壓電陶瓷傳感器htd和f1、f2、r2組成聲控電路。在下圖的電路中，反相器f1作為電壓放大器，r2是它的偏置電阻。由聲傳感器htd接收到腳步聲信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電脈沖后，經(jīng)f1放大、f2整形后由腳輸出。3.2.2、光控電路光敏二極管rd和f3、f4組成光控電路。夜間，由于光敏二極管的內(nèi)阻很大，它和r3的并聯(lián)值仍然很大，電容c3作為耦合電容，將f5輸出的信號(hào)脈沖耦合至f3、f4，經(jīng)過vd5的整流向c3充電。當(dāng)c3充電至f5的轉(zhuǎn)換電平后，f5輸出低電平，再經(jīng)f6反相變?yōu)楦唠娖?，并通過r5將雙向可控硅vs觸發(fā)，接通了電燈的電源通路。該通路為：電源火線v

19、d2vsvd4燈泡電源零線。在白天，由于光敏二極管rd內(nèi)阻變?。s為10k），它和r3的并聯(lián)值也變小，這時(shí)c2和r3rd形成了微分電路，而不是原來的耦合電路。由f2輸出的脈沖信號(hào)，通過微分電路形成的尖脈沖遠(yuǎn)不足以使f3及其后續(xù)電路改變狀態(tài)，因而可控硅不可能被觸發(fā)，電燈不會(huì)亮。3.2.2芯片選擇數(shù)字集成電路合法4069為雙列14腳封裝，由六個(gè)cos/mos 反相器電路組成，有直插式和表面安裝兩種封裝外形，其工作電源電壓范圍是3.0v至15v。hef4069引腳圖和內(nèi)部電路圖如下所示：推薦工作條件：電源電壓范圍3v15v輸入電壓范圍0vvdd極限值：電源電壓0.5v18v輸入電壓0.5vvdd+0

20、.5v輸入電流.10ma儲(chǔ)存溫度65150引出端符號(hào)：i1i6 數(shù)據(jù)輸入端vdd 正電源vss 地o1o6 數(shù)據(jù)輸入端邏輯表達(dá)式： y a3.3、重要元器件簡(jiǎn)介3.3.1、壓電陶瓷聲傳感器htd（1）、工作原理傳感器應(yīng)用的是壓電原理，某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時(shí)，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)相對(duì)表面上出現(xiàn)正負(fù)相反的電荷。當(dāng)外力去掉后，它又會(huì)恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。當(dāng)作用力的方向改變時(shí)，電荷的極性也隨之改變。相反，當(dāng)在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，這些電介質(zhì)也會(huì)發(fā)生變形，電場(chǎng)去掉后，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)，或稱為電致伸縮現(xiàn)象。依據(jù)

21、電介質(zhì)壓電效應(yīng)研制的一類傳感器稱為為壓電傳感器。本次設(shè)計(jì)所選用的壓電陶瓷傳感器是功能陶瓷中應(yīng)用極廣的一種。日常生活中很多人使用的“電子打火機(jī)”和煤氣灶上的電子點(diǎn)火器，就是壓電陶瓷的一種應(yīng)用。點(diǎn)火器就是利用壓電陶瓷的壓電特性，向其上施加力，使之產(chǎn)生十幾kv的高電壓，從而產(chǎn)生火花放電，達(dá)到點(diǎn)火的目的。壓電陶瓷實(shí)際上是一種經(jīng)過極化處理的、具有壓電效應(yīng)的鐵電陶瓷。它是在1946年當(dāng)有人證實(shí)了鈦酸鋇陶瓷有鐵電性之后開始問世的：差不多十年之后，賈菲（jaffe）等又發(fā)現(xiàn)了pbti03-pbzro2系（即所謂pzt系）及后來又發(fā)現(xiàn)的mpzt為基的三元系壓電陶瓷和鈮酸鹽系壓電陶瓷。使壓電陶瓷的性能和可應(yīng)用性有

22、了極大的提高。特別是三元系壓電陶瓷的出現(xiàn)，使壓電陶瓷在選擇一定耦合系數(shù)、溫度特性方面有了較大的余地，能滿足多種電子儀器的要求，從而使壓電陶瓷的應(yīng)用范圍大大增加了。例如陶瓷濾波器和陶瓷鑒頻器，電聲換能器，水聲換能器，聲表的波器件，電光器件，紅外探測(cè)器件和壓電陀螺等，都是壓電陶瓷在現(xiàn)代電子技術(shù)中的應(yīng)用。3.3.2、雙向可控硅97a6本次課程設(shè)計(jì)選用的是ac97a6=400v/0.8a，雙向可控硅的外形和三極管一樣，不要誤以為可控硅也是和三極管一樣，是類似于基極電流控制三極管分壓限流的原理。可控硅和三極管的共同點(diǎn)在于：都是電流控制器件，都可以起到開關(guān)作用；不同點(diǎn)在于：三極管需要電流持續(xù)控制，可精確控

23、制，可控硅導(dǎo)通后可以撤消控制電流，控制電流失去控制作用，負(fù)載電流取決于負(fù)載大小，可控硅在無控制電流和負(fù)載電流情況下會(huì)自動(dòng)關(guān)斷。因此，可控硅控制電流又稱觸發(fā)電流。由于可控硅是工作在開關(guān)狀態(tài)，可控硅本身消耗的功率很小，從而效率很高，元件包中配用的97a6可控硅，外形和9014的三極管一樣大，但是可以控制100w的燈泡（理論值220v時(shí)可以控制220w），如果換成用三極管串聯(lián)分壓限制電流的原理來控制調(diào)光的話，那得需要一個(gè)幾十w的大功率三極管才行，光散熱片的成本就很高了。（因電路中未使用專用可控硅觸發(fā)二極管，調(diào)光中途會(huì)出一些變化是正?，F(xiàn)象）。其結(jié)構(gòu)圖和電氣符號(hào)如下：雙向可控硅97a6的引腳圖如下：3.

24、3.3、光敏二極管光敏二極管又稱光電二極管，它與普通半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是相似的。下圖是光敏二極管的結(jié)構(gòu)圖。在光敏二極管管殼上有一個(gè)能射入光線的玻璃透鏡，入射光通過透鏡正好照射在管芯上。發(fā)光二極管管芯是一個(gè)具有光敏特性的pn結(jié)，它被封裝在管殼內(nèi)。發(fā)光二極管管芯的光敏面是通過擴(kuò)散工藝在n型單晶硅上形成的一層薄膜。光敏二極管的管芯以及管芯上的pn結(jié)面積做得較大，而管芯上的電極面積做得較小，pn結(jié)的結(jié)深比普通半導(dǎo)體二極管做得淺，這些結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)都是為了提高光電轉(zhuǎn)換的能力。另外，與普通半導(dǎo)體二極管一樣，在硅片上生長(zhǎng)了一層sio2保護(hù)層，它把pn結(jié)的邊緣保護(hù)起來，從而提高了管子的穩(wěn)定性，減少了暗電流。光

25、敏二極管與普通光敏二極管一樣，它的pn結(jié)具有單向?qū)щ娦?，因此，光敏二極管工作時(shí)應(yīng)加上反向電壓，如圖所示。當(dāng)無光照時(shí)，電路中也有很小的反向飽和漏電流，一般為1 * 10-8 - 1x10 -9a(稱為暗電流)，此時(shí)相當(dāng)于光敏二極管截止;當(dāng)有光照射時(shí)，pn結(jié)附近受光子的轟擊，半導(dǎo)體內(nèi)被束縛的價(jià)電子吸收光子能量而被擊發(fā)產(chǎn)生電子一空穴對(duì)o這些載流子的數(shù)目，對(duì)于多數(shù)載流子影響不大，但對(duì)p區(qū)和n區(qū)的少數(shù)載流子來說，則會(huì)使少數(shù)載流子的濃度大大提高，在反向電壓作用下，反向飽和漏電流大大增加，形成光電流，該光電流隨入射光強(qiáng)度的變化而相應(yīng)變化。光電流通過負(fù)載rl時(shí)，在電阻兩端將得到隨人射光變化的電壓信號(hào)。光敏二極

26、管就是這樣完成電功能轉(zhuǎn)換的。四、 總體電路本電路包括壓電陶瓷聲傳感器、電壓放大器、可控硅觸發(fā)及延時(shí)電路、光控電路和電源電路，現(xiàn)在將聲控電路、光控電路、光敏二極管、雙向可控硅及其他輔助器件連接起來，這樣一個(gè)完整的聲光雙控延遲節(jié)電開關(guān)照明電路就完成了。總體電路圖見下圖：總體電路原理圖ni multisim軟件輔助設(shè)計(jì)電路仿真圖protel軟件電路原理圖封裝pcb板（因作者電腦為windows7系統(tǒng)，元器件在導(dǎo)入pcb時(shí)，出現(xiàn)了元件丟失，無法自動(dòng)布線等情況，上圖為作者手動(dòng)布線和元件導(dǎo)入）protel軟件電路3d圖五、參數(shù)計(jì)算5.1、220v電源經(jīng)vd1vd4整流、r1和c1濾波、穩(wěn)壓管dw穩(wěn)壓后，向

27、電路提供工作電源。電源回路由負(fù)極經(jīng)vd4及燈泡燈絲形成回路。由于電路處于靜態(tài)，基本上不消耗電流，因此既不會(huì)使燈泡發(fā)光，也不會(huì)消耗電能。此電壓除供給雙向可控硅v6電源。所以此時(shí)hef4069輸入電壓為 vu1=6v5.2、rc電路的放電過程電容c3已充有電壓u0，閉合開關(guān)s，電容器立即對(duì)電阻r4進(jìn)行放電，放電開始時(shí)的電流為，放電電流的實(shí)際方向與充電時(shí)相反，放電時(shí)的電流i與電容電壓uc隨時(shí)間均按指數(shù)規(guī)律衰減為零，電流與電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為uc=u0(1-e)i=e式中u0為電容器的初始電壓。放電時(shí)i和uc的變化曲線如圖-10所示。rc電路的時(shí)間常數(shù)圖-10rc放電時(shí)電流和電壓的變化曲線rc電路的時(shí)間

28、常數(shù)用表示，=rc，的大小決定了電路充放電時(shí)間的快慢。對(duì)充電而言，時(shí)間常數(shù)是電容電壓uc從零增長(zhǎng)到63.2%us所需的時(shí)間；對(duì)放電而言，是電容電壓uc從u0下降到36.8%u0所需的時(shí)間。將r5調(diào)至250k左右，而c4為100uf，則有 = r5*c4= r5*c4=250k*100uf=25s 所以延遲時(shí)間為25秒紅外探測(cè)可用對(duì)給定目標(biāo)的最小探測(cè)距離（即作用距離）來表示它的靈敏度。l=58米 所以靈敏度為58米六、焊接調(diào)試電路6.1、元器件的辨認(rèn)測(cè)量1、利用色環(huán)來讀電阻，然后用萬用表來驗(yàn)證讀數(shù)和實(shí)際情況是否一致，再將電阻別在紙上，標(biāo)上數(shù)據(jù)，以提高下一步的焊接速度。2、測(cè)量二極管及怎樣辨認(rèn)二極

29、管的“+”，“”極，長(zhǎng)腳為“+”。短腳為“-”。3、電容的辨認(rèn)及讀數(shù)， “+”表示電解電容，電解電容的長(zhǎng)腳為“+”，短腳為“-”。4、電路板正負(fù)極的判斷，從最開始的電源正負(fù)極的負(fù)極開始以此判斷，發(fā)現(xiàn)在電路板正方式，左邊的是負(fù)極，右邊的是正極。6.2、焊接前的準(zhǔn)備焊接最需要注意的是焊接的溫度和時(shí)間，焊接時(shí)要使電烙鐵的溫度高于焊錫，但是不能太高，以烙鐵接頭的松香剛剛冒煙為好，焊接的時(shí)間不能太短，因?yàn)槟菢雍更c(diǎn)的溫度太低，焊點(diǎn)融化不充分，焊點(diǎn)粗糙容易造成虛焊，而焊接時(shí)間長(zhǎng)，焊錫容易流淌，使元件過熱，容易損壞，還容易將印刷電路板燙壞，或者造成焊接短路現(xiàn)象。所以事先在實(shí)驗(yàn)品上先學(xué)一下焊接技術(shù)，當(dāng)自己熟練掌

30、握焊接后再開始焊接。 6.3、焊接過程焊接電阻，我們要按r1r5的順序焊接，以免漏掉電阻，焊接完電阻之后我們需要用萬用表檢驗(yàn)一下各電阻是否還和以前的值是一樣（檢驗(yàn)是否有虛焊）。焊接電容數(shù)焊電解電容了，特別要注意長(zhǎng)腳是“+”極，短腳是“”極。焊接二極管，注意長(zhǎng)腳是“+”極，短腳是“”極，以及與電路板上的正負(fù)極相對(duì)應(yīng)。焊接雙向可控硅，認(rèn)清引腳并與電路板上的相對(duì)應(yīng)，由于雙向可控硅三極管的間隔比較近，要十分注意防止短路。焊接電源接線并組裝前后蓋。6.4、注意事項(xiàng)a、作者本次電路制作購買的是散件，在焊接過程中作者采用了一邊組裝一邊測(cè)量的方法（也可以全部組裝后再一次性測(cè)量），這樣有利于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的所在。b、

31、由于本電路使用220v交流，因此在組裝時(shí)必須注意安全。為安全起見在調(diào)試時(shí)作者采用6v直流電源代替，電燈改用發(fā)光二極管和電阻串聯(lián)的方法代替。待全部調(diào)試完畢，再用220v供電。c、取消發(fā)光二極管和電阻串聯(lián)，接上220v電燈。重新檢測(cè)有無其他異常情況。確認(rèn)安全后接上220v市電試試。6.5、故障尋、檢常用方法如下：直觀檢查法 電阻法 電壓法 電流法 通過眼、耳、鼻、手來查找故障部位。即是看元器件有無斷線、互碰、燒焦、脫焊等現(xiàn)象；聽聲音有無異常；聞?dòng)袩o焦味；摸器件是否過熱等。用普通萬用表的歐姆檔檢查各點(diǎn)的阻值，粗查是否有短路、斷路或元器件錯(cuò)焊等情況。用萬用表測(cè)量電路中各點(diǎn)對(duì)地的電阻以及元器件的阻值，以

32、此來判斷故障部位測(cè)量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的電壓或波形，據(jù)此電壓值判斷故障。測(cè)量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的電壓或波形，據(jù)此電壓值判斷故障。調(diào)試前，先將焊好的電路板對(duì)照印刷電路圖認(rèn)真核對(duì)一遍，不要有錯(cuò)焊、漏焊、短路、元件相碰等現(xiàn)象發(fā)生。通電后，人體不允許接觸電路板的任一部分，防止觸電，注意安全。如用萬用表檢測(cè)時(shí)，只用將萬用表兩表筆接觸電路板相應(yīng)處即可。 在進(jìn)行電路調(diào)試時(shí)請(qǐng)先將光敏二極管的光擋住，將ab分別接在電燈的開關(guān)位上，用手輕拍駐極體，這時(shí)燈應(yīng)亮，若用光照射光敏二極管，再用手重拍駐極體，這時(shí)燈不亮，說明光敏二極管完好，這時(shí)即告本套件制作成功。若不成功請(qǐng)仔細(xì)檢查有無虛假錯(cuò)焊和拖錫短路

33、現(xiàn)象。6.7、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1.設(shè)計(jì)原理清晰，設(shè)計(jì)性能指標(biāo)的靈敏度基本達(dá)到設(shè)計(jì)的要求；2.在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，本著節(jié)約的精神，我們用的都是簡(jiǎn)單廉價(jià)的元器件，降低了系統(tǒng)成本。3.這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我們所學(xué)摸電知識(shí)起到了加深和鞏固的作用，也使我獲得了搭建和調(diào)試實(shí)驗(yàn)電路的能力。4.鍛煉了我主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力、與他人合作的能力。還可以從各種渠道獲得一定的資料共同加以研究學(xué)習(xí)，提高了我們的綜合動(dòng)手能力。七、心得體會(huì)這是我們自大學(xué)開始以來第一次做課程設(shè)計(jì)，雖然不是特別熟練，但是在設(shè)計(jì)電路的過程中心態(tài)就一直處于興奮狀態(tài)，甚至加班熬夜最晚做到凌晨五點(diǎn)多，很費(fèi)了些心血才完成。由于不玩游戲，所以這確實(shí)我自己在大學(xué)少有的熬夜。即使考前加班都沒有這樣情況出現(xiàn)，可能是因?yàn)樽约罕容^專注的緣故，感覺在做設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)間如滔滔江水般滾滾流逝。晚上一個(gè)人坐在電腦前面，雖然比較寒冷，但是堅(jiān)持就是勝利的信念一直沒有動(dòng)搖。在選題到確定題目，自己換了兩個(gè)電路，基本上是芯片比較復(fù)雜的原因，由于在protel的元件庫中沒有找到，就匆匆放棄了。后