聲光控開(kāi)關(guān)報(bào)告書(shū)

課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）課程設(shè)計(jì)題目：聲光控制開(kāi)關(guān)電路學(xué)生姓名:學(xué) 號(hào)：院 系：專業(yè)班級(jí)：指導(dǎo)教師姓名及職稱起止時(shí)間：一、課題名稱：聲光控制開(kāi)關(guān)電路二、設(shè)計(jì)意義：隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)燈的自動(dòng)發(fā)亮、節(jié)能節(jié)電、延長(zhǎng)燈的壽命變得越來(lái)越重要，而且貼近我們的實(shí)際生活。聲光控?zé)粢殉蔀槿藗內(nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需要開(kāi)關(guān)，在晚上當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)自動(dòng)的亮；它廣泛應(yīng)用于走廊、樓道招待所等公共場(chǎng)所，給人們的生活、帶來(lái)極大的方便。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。聲光控電路是聲音和光控制電路工作的電子開(kāi)關(guān)。它將聲音（如擊掌聲）和光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)放大、整形，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)去控制各種電器的工作，在自動(dòng)控制工業(yè)電器和家用電器方面有著廣泛的用途。由于，本電路廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，所以，有很大的重用作用。該設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)聲光控?zé)舻碾娐吩O(shè)計(jì)來(lái)介紹有關(guān)器件的用法和一般電路的設(shè)計(jì)。聲光控制是通過(guò)光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)光敏電阻在背光的的時(shí)候即使這時(shí)也是人走過(guò)了（有聲音時(shí)）的時(shí)候燈也不會(huì)亮。在有的電路中這種原理也可以通過(guò)聲音的振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就給路人提供了相應(yīng)的方便，同時(shí)也達(dá)到了節(jié)電和節(jié)能的目的，延長(zhǎng)燈的壽命，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了不用人工去管理路燈的開(kāi)關(guān)，節(jié)約了人力成本。在實(shí)際生活中節(jié)電節(jié)能，能夠?qū)崿F(xiàn)更多的自動(dòng)化，也具有良好的經(jīng)濟(jì)潛力。三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1.內(nèi)容用聲與光控制路燈，白天光線強(qiáng)，路燈不亮，只有光線暗時(shí)，通過(guò)聲音觸發(fā)路燈亮，并且燈點(diǎn)亮一定時(shí)間后，自動(dòng)熄滅。2.主要要求（1）電路穩(wěn)定性和可靠性要高。這是控制電路性能的最基本要求，否則自控能力弱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)失去自動(dòng)控制功能。（2）功耗要小。控制電路一直接于交流220伏電路上，若功耗特別是靜態(tài)功耗大，則不利于節(jié)能，甚至還會(huì)大大縮短控制電路的壽命。（3）靈敏度要能調(diào)節(jié)。這是控制電路正常工作時(shí)，對(duì)聲光控制信息信號(hào)的最低要求，控制信號(hào)的靈敏度應(yīng)滿足不同的環(huán)境要求。（4）帶負(fù)載能力要強(qiáng)。被控?zé)舻墓β什槐M相同，因此要求控制電路的一定范圍的驅(qū)動(dòng)能力。（5）觸發(fā)延時(shí)時(shí)間要能按要求調(diào)節(jié)。延時(shí)時(shí)間至少在1分鐘內(nèi)可以調(diào)節(jié)。四、比較和選定設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案，畫(huà)出系統(tǒng)框圖：如圖1所示，全波整流電路將交流220V電壓變?yōu)榧s200V的直流電壓，為后面的控制電路供電，例如橋式整流電路；受控開(kāi)關(guān)受觸發(fā)延時(shí)電路輸出信號(hào)的控制，從而控制加于燈上的交流電壓，達(dá)到控制開(kāi)關(guān)燈的目的。例如可控硅，繼電器觸頭等；降壓濾波電路將輸出的直流200V電壓進(jìn)行降壓后濾波，從而為其后的電路提供平滑直流工作電壓，如電阻降壓，電容濾波；聲光控制元件將聲光控制信息變成電信號(hào)，為放大觸發(fā)延時(shí)電路提供輸入控制信號(hào)，例如，駐極體話筒和蜂鳴器等聲控元件，光敏二極管和光敏電阻等光控元件；放大電路將較微弱的聲光控制信號(hào)進(jìn)行放大，以推動(dòng)觸發(fā)延時(shí)電路工作，例如各種放大電路；觸發(fā)延時(shí)電路將放大電路輸出的電壓去推動(dòng)觸發(fā)延時(shí)電路工作，控制受控開(kāi)關(guān)的閉合，達(dá)到控制燈亮?xí)r間長(zhǎng)短的目的，實(shí)現(xiàn)聲光控制功能。五、畫(huà)出完整的原理圖以及PCB圖：原理圖：PUB圖：六、描述電路的工作原理：聲光控制電路原理如圖2所示，D1-D4組成橋式整流電路，將220V交流電壓變成200V左右的直流電壓后，經(jīng)R1降壓，C1濾波得到約5V的直流電壓，供U1（CMOS）門和MU1等工作使用。R3為MU1提供偏置電壓，R４使U1A工作于放大狀態(tài)，由于U1A與U1B直接相連，所以U1B也處于放大狀態(tài)，C2和C3為耦合電容。R5、R6和R9對(duì)U1B輸出的信號(hào)進(jìn)行分壓，以觸發(fā)U1C、U1D、U1E和U1F工作，D5對(duì)C4單向充電，R7、C4決定延時(shí)時(shí)間，R8和C5使U1F翻轉(zhuǎn)果斷。單向可控硅受U1F輸出電平的觸發(fā)控制，R2為限流保護(hù)電阻。白天，光線明亮，光敏電阻R9的阻值較小，U1C輸入端的電位很低，即使MIC送來(lái)的聲音電信號(hào)經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大后也不足以使U1C輸入端為高電平，經(jīng)U1C、U1D、U1E、U1F的傳輸處理后，U1F的輸出端為低電平，可控硅V1的柵級(jí)G得不到觸發(fā)電壓，關(guān)斷不工作，燈不亮。晚上，光線暗淡，電阻R9的阻值較大，但R6的存在，U1C輸入端對(duì)地的電阻值使其輸入端的電位為低電平范圍的某一固定值。由MIC送來(lái)的聲音電信號(hào)經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大，與U1C輸入端固定電平相迭加后，使U1C的輸入端出現(xiàn)高電平，經(jīng)過(guò)U1C、U1D、U1E、U1F的處理后，U1F的輸出端為高電平，可控硅觸發(fā)極G得到高電平觸發(fā)電壓，而導(dǎo)通工作，燈亮。此時(shí)輸出的高電平迅速通過(guò)D5對(duì)C4充電，達(dá)到某一高電平值，保持U1E的輸入端為高電平，使U1F的輸入為低電平，輸出為高電平，給可控硅控制極以導(dǎo)通所需的高電平，期間可控硅繼續(xù)導(dǎo)通，保持燈亮。之后C4通過(guò)R7放電，由于R7的阻值較大，放電速度慢，以致U1E輸入端能夠維持一定時(shí)間的高電平，U1F輸出維持可控硅導(dǎo)通所需的觸發(fā)電平，從而保持燈亮一定的時(shí)間，時(shí)間的長(zhǎng)短可以由C4和R7的乘積調(diào)節(jié)。MIC為駐極體話筒，4069為六反相器，R6用于調(diào)節(jié)靈敏度，R7用于調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短?？煽毓鐲R3AM可以用NEC2P4M和BT148代換。元器件的選擇IC選用COMS數(shù)字集成電路CD4069，CD4069有四個(gè)獨(dú)立的與非門電路，內(nèi)部功能見(jiàn)圖3，VSS是電源的負(fù)極，VDD是電源的正極?？煽毓鑄選用BT169型，如負(fù)載電流大可選3A、6A、10A等規(guī)格的單向可控硅，它的測(cè)量方法是：用RX1檔，將紅表筆接可控硅的負(fù)極，黑表筆接正極，這時(shí)表針無(wú)讀數(shù)，然后用黑表筆接觸一下控制極K，這時(shí)表有讀數(shù)，黑表筆馬上離開(kāi)這時(shí)表仍有讀數(shù)（注意觸控制極時(shí)正負(fù)表筆是始終連接的）說(shuō)明可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄音機(jī)的小話筒，它的測(cè)量方法：用RX100檔將紅表筆接外殼的S，黑表筆接D，這時(shí)用口對(duì)著駐極體吹氣，若表針有擺動(dòng)說(shuō)明該駐極體完好，擺動(dòng)越大靈敏度越高；光敏電阻選用的是R9，有光照時(shí)電阻為20K以下，無(wú)光時(shí)電阻值大于100M,說(shuō)明該元件是完好的。二極管采用普通D1-D4組成橋式整流電路?？傊?，元件的選擇可靈活掌握，參數(shù)可在一定的范圍內(nèi)選用。下面圖3CD4069的內(nèi)部結(jié)構(gòu)七、組裝調(diào)試（軟硬件）的內(nèi)容。1.測(cè)試與調(diào)試前的準(zhǔn)備工作（1）電阻R6焊接在印刷板的背面，不要正面焊接，以便調(diào)試靈敏度；（2）4069集成塊先不插入集成塊座上；（3）準(zhǔn)備一小塊黑布；（4）焊接好其它元件。2.有關(guān)電壓測(cè)試（1）燈與控制電路一塊接上220V電源，如原理圖示；（2）用直流250V檔測(cè)量R1兩端的電壓，大小應(yīng)在175V左右，C1兩端電壓應(yīng)為25V左右，否則電路不正常；（3）斷電后插上4069集成塊，再通電測(cè)C1兩端大小應(yīng)為+5V左右，否則電路不正常；（4）用小塊黑布蓋住R9光敏電阻，拍手發(fā)聲音，使燈亮，再測(cè)C1兩端電壓應(yīng)為1.8V左右則正常，否則不正常；（5）移開(kāi)黑布，用直流+5V檔在線測(cè)U1A的輸出電位（即2腳對(duì)地7腳的電位）同時(shí)，對(duì)著駐極體話筒拍手發(fā)聲音，此時(shí)萬(wàn)用表指針會(huì)有一定角度的擺幅，否則電路有問(wèn)題。3.靈敏度的調(diào)節(jié)（1）蓋住光敏電阻R9，使之不被光照射；（2）整個(gè)電路接上220V交流電源；（3）調(diào)試R6阻值的大小，使有適當(dāng)?shù)穆曇?，就能夠觸發(fā)燈亮；（4）確定R6的阻值大小后，正面插入焊接好R6。八、總結(jié)設(shè)計(jì)電路和方案的優(yōu)缺點(diǎn)，指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值，提出改進(jìn)、意見(jiàn)和展望：通過(guò)本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我大有收獲，在制作過(guò)程中，一定要注意的每個(gè)工作步驟的檢查，確保制作成功。該課題有很強(qiáng)的實(shí)踐意義和價(jià)值，從中也能學(xué)到很多東西。首先，要做這個(gè)設(shè)計(jì)，必須做學(xué)焊接工藝，老師雖然講得很詳細(xì)，但自己還是犯了很多錯(cuò)誤，比如，有時(shí)候忘了點(diǎn)松香，導(dǎo)致錫散開(kāi)了，還有焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致板的塑料變形，銅片脫落了，導(dǎo)致無(wú)法再焊接。經(jīng)歷一系列的錯(cuò)誤，讓我積累了一些經(jīng)驗(yàn)。其次，在做板時(shí)，要用砂紙把銅板擦光亮，砂紙擦?xí)r要保持同一方向，擦光亮后要趕快拿去腐蝕，腐蝕時(shí)最好用溫水，能夠提高腐蝕速度。板做好了，要盡快焊接元件，因?yàn)殂~板氧化了會(huì)導(dǎo)致焊接后導(dǎo)電效果不好。第一次把開(kāi)關(guān)電路焊好了之后，發(fā)現(xiàn)一個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題，麥克風(fēng)的兩個(gè)引腳居然接錯(cuò)了，無(wú)奈重新焊了一遍，讓我懂得，做電子工藝，必須要細(xì)心。弄好了拿去老師那里檢測(cè)效果，遇到一個(gè)很大的問(wèn)題，就是燈亮了就不會(huì)熄滅，我就用萬(wàn)用表把元件檢測(cè)了一次，沒(méi)發(fā)現(xiàn)電阻存在短路，電容也沒(méi)問(wèn)題，很苦惱，后來(lái)根據(jù)老師所說(shuō)的，我知道了原因，就是電路里存在短路的地方。于是，我仔細(xì)地觀察了電路板，的確發(fā)現(xiàn)有幾處焊的不好，靠的太近了，于是重新仔細(xì)焊了一次，最后，雖然反應(yīng)不夠靈敏，但也勉強(qiáng)實(shí)現(xiàn)了它的功能。還有，在這個(gè)過(guò)程里，我學(xué)習(xí)了DXP2004軟件，基本掌握了原理圖的設(shè)計(jì)，個(gè)人所需元器件的制作，PCB元件的制作。在新建PCB工程后，每一次對(duì)工程的修改，必須要先打開(kāi)AltiumPCBProject，否則，就會(huì)導(dǎo)致出錯(cuò)，本人就是在沒(méi)有打開(kāi)母工程情況下繪制原理圖，最終被迫要重新新建工程，重做了一次。還有，在PCB元器件制作時(shí)，必須主要自己是否用對(duì)了單位，自己一開(kāi)始制作時(shí)也忘了改單位，按下鍵盤Q鍵就可以實(shí)現(xiàn)單位轉(zhuǎn)換。還有，在使用自動(dòng)布線時(shí)，也需要查看是否有漏線情況，看布線的信息表，是否為100%。最后還有有一點(diǎn)很深刻的，就是元件排好之后呢，就該輪到最后銅線走線了。software有一個(gè)自動(dòng)走線的功能，點(diǎn)擊菜單AutoRoute-->All...會(huì)彈