2023年聲光控燈實驗報告

題目：聲光控制路燈設(shè)計報告學院：控制工程學院專業(yè)及班級:電氣工程及其自動化08級2班學生姓名：徐海龍（）秦應(yīng)昌（）2０2３年11(１）課題名稱:聲光控制路燈設(shè)計(2)內(nèi)容摘要;本次設(shè)計的小組成員有徐海龍、秦應(yīng)昌，在思考、設(shè)計、焊制、調(diào)試階段,我們一直共同努力。本次我們組需要設(shè)計的電路是聲光控制路燈電路,在此電路中，我們希望達成的目的是,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)約１０秒后熄滅。此電路圖的設(shè)計重要是基于用聲光控延時開關(guān)代替住宅社區(qū)的樓道上的開關(guān),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，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，可以達成節(jié)能的目的。聲光控延時開關(guān)不僅合用于住宅區(qū)的樓道，并且也合用于工廠、辦公樓、教學樓等公共場合,用途非常廣泛。課題分析它重要由3部分組成：話筒,光敏電阻,５5５延時?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來改變燈亮的時間長短，假如,時間過長就應(yīng)當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(guān),在白天或光線較亮時,55５觸發(fā)器呈關(guān)閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線較暗時,５55觸發(fā)器呈預(yù)備工作狀態(tài),當有人通過該開關(guān)附近時，腳步聲、說話聲、拍手聲等都能啟動節(jié)電開關(guān)。燈亮后通過10秒左右的延時節(jié)電開關(guān)自動關(guān)閉,燈滅。該開關(guān)擴展型合用于樓道、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(yīng)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:(3)設(shè)計指標(規(guī)定）;設(shè)計一個聲光控制開關(guān)，用聲音和光照同時控制,當光線很暗的時候有聲音觸發(fā)就打開開關(guān)(控制一個6v/１00mA小燈泡負載)，開關(guān)延遲時間在1０秒左右。當光線較強的時候聲控不起作用。(4)系統(tǒng)框圖與方案選擇；聲音放大器聲音放大器觸發(fā)控制電路接口驅(qū)動電路光控電路方案一:本方案中MＩＣ捕獲到聲音信號時,產(chǎn)生出交流信號通過Q1的阻容耦合放大電路放大,然后通過Ｃ3的隔直耦合電容給Ｑ2的基極一個偏置電壓使Ｑ2導通,Ｑ２導通前５5５觸發(fā)器2腳電壓等于VCC等于５V當Q２導通后2腳電壓低于1／3VCC使５55觸發(fā)器進入工作狀態(tài)LED亮當T＝RC時55５通過7,６腳放電完畢LED自動熄滅.光控是通過光敏電阻和100K電阻串聯(lián)分壓控制4腳電位來實現(xiàn)當有光時光敏電阻阻值約為２0K使４腳電壓很小5５5觸發(fā)器處在關(guān)閉狀態(tài)LＥD不會亮,當沒光時光敏電阻阻值約為1５0K這時４腳處在高電位555處在預(yù)備工作狀態(tài)當聲音出發(fā)信號到達后LED燈亮并通過5５5達成延時熄滅.不采用此方案的因素：由于方案一中有２個三極管增大了電路的復(fù)雜限度,使參數(shù)的計算、元件封裝和焊接等的難度大大增長所以不采用方案一。(5)原理電路,及工作原理元器件選擇;駐極體話筒；光敏電阻；晶體管;定期器５55;發(fā)光二極管；電阻、電容器、二極管若干，三極管。當ＭＩC獲得聲音信號后轉(zhuǎn)換成電信號通過放大電路放大。為了獲得比較高的靈敏度則放大倍數(shù)應(yīng)當盡量大所以Ｑ1選取9014。光控電路中光敏電阻的阻值范圍為20－１5０Ｋ所以選比較大的分壓電阻使在有光時555觸發(fā)器因4腳為第電平而處在關(guān)閉狀態(tài)，無光時４腳高電平555可以工作。由于延時時間約為10秒,而延時時間由時間常數(shù)RC決定所以取R９=１0０K,Ｃ3=1０0ｕ。工作原理:電路有聲音信號輸入時，MIC將聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號后經(jīng)由三極管Q1等元件構(gòu)成的阻容耦合放大電路放大后送如555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端2腳,使2腳電位低于１/３ＶＣC從而使觸發(fā)器進入暫穩(wěn)態(tài)輸出高電平LＥD亮,2腳本來的電位是由R７(100K)和R10(6８K）的電阻串聯(lián)分壓提供的兩電阻阻值比約為3：2使２腳電壓略大于1/３VCC觸發(fā)器不工作,而聲音信號經(jīng)放大后的交流觸發(fā)信號到來時剛好能使2腳電位低于1/3VＣC。LＥＤ亮后隨著電容C3(100u）的充電當Uｃ＞2/3Vcc時，電容C3開始迅速放電,當放電完畢時觸發(fā)器回到穩(wěn)定狀態(tài)LＥD熄滅。（6)組裝調(diào)試;封裝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助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,由于在一起會給焊接帶來很多麻煩，離得太遠又花費導線，導線應(yīng)當沿著電路板的邊沿鋪設(shè),避免交叉。調(diào)試時會出現(xiàn)一下幾種問題:1．無光條件下輸入聲音信號LEＤ不亮。這種情況的重要因素是阻容耦合放大電路的放大倍數(shù)太小,聲控電路部分對聲音信號的靈敏度比較低。解決這個問題要仔細計算提高阻容耦合放大電路的放大倍數(shù)。2．無光條件下不輸入聲音信號LED仍然會亮出現(xiàn)這種情況，是由于Ｒ7與R1０構(gòu)成的２腳分壓偏置中R10的阻值過小使2腳電壓始終小于1/3VCC觸發(fā)器一直處在暫穩(wěn)態(tài)無論有無聲音信號LED都會亮。所以應(yīng)適當調(diào)整增大R１0的阻值。３．有光輸入聲音信號ＬED亮這是由于與光敏電阻串聯(lián)的分壓電阻R5太小使有光條件下光敏電阻仍能分到較高的電壓使５５5觸發(fā)器可以工作。解決這個問題要適當增長R５的阻值。(７)實際PCＢ圖或布線圖；（8)電路方案的優(yōu)缺陷及改善展望本電路的優(yōu)點是電路的結(jié)構(gòu)和原理簡樸,易于操作制作。缺陷在于電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性和靈敏度等不是很好,同時電路的應(yīng)用范圍存在局限性無法應(yīng)用到實際的生產(chǎn)生活中，工程意義不大。電路的改善可以加入一些能提高穩(wěn)定性、靈敏度的電路如交流整流、穩(wěn)壓等電路以應(yīng)用于實際工程設(shè)計。（9）設(shè)計結(jié)果與數(shù)據(jù)解決；設(shè)計結(jié)果:該電路方案能良好的運營能作到規(guī)定的聲光雙控LED的亮,與延時自動熄滅。數(shù)據(jù)紀錄:VCC=5V