电工电子技术-课程设计.docx

《电工电子技术-课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术-课程设计.docx（10页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、题目声光双控延迟节电照明灯班级学号姓名指导时间电工电子技术课程设计任务书姓名班级指导老师设计课题：声光双控延迟节点盏明灯设计任务与要求查找一个感兴趣的电工电子技术应用电路，要求电子元件超过30-50个或以上，根据应用电路的功能，确定封面上的题目，然后完成以下任务：1、 分析电路由几个局部组成，并用方框图对它进行整体描述；2、 对电路的每个局部分别进行单独说明，画出对应的单元电路，分析电路原理、元件参数、所起的作用、以及与其他局部电路的关系等等；3、 用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图，在电路图中加上自己的班级名称、学号、姓名等信息；4、 对整体电路原理进行完整功能描述；5、 列出标准的元件清

2、单；设计步骤1、查阅相关资料，开始撰写设计说明书；2、先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明；3、依次对各局部分别给出单元电路，并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与其他局部电路的关系等等说明；4、列出标准的元件清单；5、总体电路的绘制及总体电路原理相关说明；6、列出设计中所涉及的所有参考文献资料。1周雪.模拟电子技术M.西安电子科技大学出版社,2004春2任为民.电子技术根底课程设计M.中央播送电视大学出版社，1997文3王兆安.电力电子技术M.机械工业出版社,20004湘潭电机制造学校.可控硅技术M.机械工业出版社，19795谢克明.电工电子技术简明教程M.高等教育出版社,20036

3、韩振振.数字电路逻辑设计M.大连理工大学出版社,20007王之芳.传感器应用技术M.西北工业大学出版社，19968丁镇生.传感器及传感技术应用M.电子工业出版社，1998目录1、总体方案与原理说明1-32、光控电路设计43、半导体器件设计5-64、声控电路设计7-85、emos数字集成电路设计9-106、延迟电路设计117、总体电路原理相关说明12-148、总体电路原理图159、元件清单；1610、参考文献1711设计心得体会181、总体方案与原理说明为了加强我们对模拟电子技术，数字电子技术，电子工艺的理解和稳固，我花了一周的时间进行此次电工设计，而我设计的课题是声光控制照明灯的设计，我设计了

4、一种电路新颖、平安节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能照明灯。在本设计中介绍了多种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十清楚显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电。关键词：电路放大光敏电阻可控开关延迟电路话筒放大随着电子技术的开展，尤其是数字技术的开展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。声光控电路己

5、成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如击掌声）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重用作用。该电路在设计时应用了仿真软件，来进行仿真然后才确定下来的，虽然用的仅仅是EWB软件，但是在论文中也是比拟有特色。能够使人们在不知不觉中感受方便。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，

6、只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音,楼道灯也不会亮，可以到达节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧温室效应的白炽灯越来越不受欢送。继公布“欧盟后年封杀白炽灯”的时间表后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局，环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。节能荧光灯VS白炽灯，胜券在握已无悬念

7、，但楼道照明却限制了荧光灯的使用，因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命，所以声光控白炽灯在楼道照明领域得到广泛应用。课题分析它主要由9局部组成：整流、稳压二极管；话筒；光敏电阻，可控硅开关等。能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果时间过长就应该减小电阻或电容的值，反之那么增大。光敏电阻和话筒的高度也会使灯的时间受到影响。声光控节电开关,在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭

8、，灯灭。该开关适用于楼道、走廊、洗涮间、厕所等公共场合，能节电并延长灯泡使用寿命。给人们的生活带来了很多的方便，受到了广泛的应用。本电路是采用分别离元件的声控延时电路，其电路原理图如下列图所示（电路图见方案三)，原理图说明：220V的灯充电直接整流。在输入端串联25W灯泡，输出端接可控硅(负载)供电电路稳压电路，稳压电路是给话筒放大，音频放大等提供8.2V直流电，话筒放大，可以把声音信号转换为电信号并放大，然后，经过音频放大器使信号到达足够大；检波音频信号的正半周，即：把音频信号转换为直流信号。经过延时电路以后送到控制电路，由控制电路去控制可控硅，假设可控硅断开，那么整流电路负载断开，假设导通

9、，那么整流电路负载导通。光敏控制电路把光照变成电信号，从而去控制音频信号往后边输送情况。可见：本电路灯泡要受可控硅的控制，可控硅受话筒取得的音频信号和光敏电阻的控制，从而可以实现声控和光控；灯亮的时间由延时电路的时间长度决定。设计方案从实验的主要内容与要求中可以看出该电路可以用以下方案：使用了数字集成电路cd4011,其内部含有4个独立的与非门Vdlvd4,使电路结构简单，工作可靠性高。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路cd4011,其内部含有4个独立的与非门Vdlvd4,使电路结构简单，工作可靠性高。顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启，假设千分钟后延时开关“自动关闭。因

10、此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为假设干个单元，由此可画出如下所示的方框图。图1声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经Cl耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VdD的2脚控制其进入到与非门(VD2)对该信号进行一定的整形使其满足一定的要求，在到达延迟电路局部到达节电的作用，进过延迟是之后波形信号要进过由vd3和vd4构成两级整形电路，经过整形之后产生的电能将是开关接通使灯泡发亮。其中r4、r7是Vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮

11、，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2nr8c3,改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c3充电到一定电平时，信号经与非门Vd3、vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，经与非门Vd3、vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。二极管vdlvd4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电，又经rl降压,c2滤波后即为电路的直流

12、电源，为bm、vt、ic等供电。当无声控信号输入MIC驻极话筒时，IC的脚无输入信号电压，那么IC的(12)脚无电压输出，BG管截止，继电器J不动作，其常开触点Jl断开灯泡ZD的供电电源；当有声波信号送入MlC时，驻极话筒便将声波信号转换成电信号，经电容CI耦合给声控集成电路IC的脚，在IC的(12)脚得到经IC内部二级放大输出电压，使BG管导通，继电器J吸合，其上的常开触点闭合，接通灯泡ZD供电电源，灯泡点亮。与此同时，IC的、脚接的电容C3,能使脚在收到信号后约50秒左右输出一个正脉冲，并送入IC的(13)脚，进行反相、放大与整形后，又从IC的(12)脚低电平，使BG截止，继电器J释放，常

13、开触点Jl断开灯泡的电源，灯泡熄灭。也就是说，拍一下手掌或吹一声口哨，继电器J立即吸合、灯亮；约经50秒，J释放,灯灭。ic选用CmOS数字集成电路cd4011,其里面含有四个独立的与非门电路。内部结构见图5,vss是电源的负极，vdd是电源的正极。可控硅t选用1a/400v的进口单向可控硅1OO-6型，如负载电流大可选用3a、6a、Ioa等规格的单向可控硅，单向可控硅的外形如图6所示，它的测量方法是：用1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k,这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是完

14、好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用100档将红表笔接外壳的s、黑表笔接d,这时用口对着驻极体吹气，假设表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625a型，有光照射时电阻为20k以下，无光时电阻值大于100mq,说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1n40011n40070总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其它元件按图1所示的标注即可。2、光控电路设计当夜晚来临，光线变暗，照射在RG上的光通量减弱，RG的内阻变得越来越大，控制器DM内部电路亦逐渐开通，从而有电流通过照明灯H而使其发光。该电路系软启动方式，即照明灯H的灯

15、丝由红逐渐过渡到白炽状态，并且在红丝时不易产生闪烁现象。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻如下图。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、硫化物等半导体。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子一空穴对的出现使电阻率变校光照愈强，光生电子一空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。结合图1看图8。白天

16、，光敏电阻器R1.呈现低电阻，与非门D2的4脚为低电平，那么输出高电平，VDI截止，所以电路封锁了声音通道，使声音脉冲不能通过，此时总控制门D3不通，晶闸管SCR截止，所以电灯E1.不能点亮。夜间R1.呈现高电阻，使与非门D2的4输入端为逻辑高电平“1”，这就为声音通道的考通创造了条件。光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。3、半导体器件设计可控硅的原理：可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导体器