声光控延时电路的设计.docx

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1、目录摘要I第-章设计背景1第-节课题背景1第二节课题研究的目的和意义2一、研究目的：2二、研究意义：2第三节国内外概况3第二章电路组成与工作原理4第-节课题分析4第二节设计方案5第三节方案论证5第四节电路的工作原理6第五节局部数值计算7一单管放大电路参数的设置：7二、AU的计算：8第六节实验结果与结论8一、实躺结果：8二、实验结论：8第三章元器件清单项选择择与元件清单9第节器件的选择及检测方法9-、可控硅的原理：9二、CD4011：11三、电解电容器的极性检测：12四、二极管测试：12五、三极管测试：12六、光敏电阻：13第二节元器件清单13第四章总结与展望I4参考文献16附录16附录一单向可

2、控硅的外形16附录二一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管16附录三简易声光控延时照明灯电路图16附录四CD4011的引脚图16摘要本设计主要介绍的是关于声光控延时电路的设计。声光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在背光的的时候灯就会慢慢的熄灭，即这时也是人走过了的时候。这样就给路人提供了相应的方便，同时，也到达了节电和节能的目的;延长灯的寿命。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

3、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第一章设计背景第一节课题背景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。声光控电路已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

4、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。随着现代科技的高速开展，照明灯的需求也在不断地开展，人类有意识地采用各种方法改良它。照明，不仅改变了人们日出而作，日落而息“的生活方式，也丰富了我们的精神世界。是的，也许你不禁要问为什么一个小小的照明灯有如此神奇的成效。我想这要归功它的结构及创造原理啊！这当中到底包含了多少值得我们去探索，发现的奥秘呢？带着这个问题，我会从我的设计中给你答案！第二节课题研究的目的和意义一、研究目的：通过这次的课题研究我希望在理清它的开展脉络上进一步了解它的创造原理，将平时所学习的知识运用到实验探索

5、上，这对提高我的动手能力、创新意识及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我也希望这次的设计能让同学们进一步地了解照明灯，而不是仅局限于课本知识以内。从小的突破点入手，掌握又一项科技知识，从而实现课堂外的又一次提高,为现代教育科学尽一份力量！二、研究意义：用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，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

6、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，胜券在握己无悬念，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。第三节国内外概况由于近年来我国的照明器材行业的迅速崛起，中国已经成为电光源产品的主要输出国之一。照明器材行业属一般性竞争行业，是我国轻工业对

7、外开放较早的行业之一。WTo后，国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域，使得国内竞争国际化。努力增加节能光源和不同档次、把戏、不同用途的照明器具的开发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器材行业结构调整的重点。我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。随着全球经济一体化，兴旺国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产品生产大量向开展中国家转移，而中国又是一个比拟适合的国家，一是中国具备生产这些产品的条件，二是劳动力本钱比拟低，从而使中国逐步成为照明电器产品出口大国。展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以上强

8、力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。根底设施建设方面：机场、铁路、港口、城市轨道交通等讯速开展，每一项工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛光照明，已从大城市开展到中小城市。根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。进-步提高照明产品的质量和档次进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。新的建筑照明标准己完成制订工作，即将批准执行，新标准根

9、本与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要我们生产企业适应新标准的要求，为各类照明场所提供相应的产品。第二章电路组成与工作原理第一节课题分析它主要由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，灯灭。该开关适用于楼道、

10、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。在输出端串联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，那么整流电路负载导通。光敏控

11、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。第二节设计方案一、从实验的主要内容与要求中可以看出该电路可以有以下三个方案：1、利用门电路来完成声光控的调节，电路图如图一下：图一门电路声光控延时照明灯电路2、采用LM324运算放大器制作而成的声、光控楼梯走道延迟照明开关,采用二线制接法，可以直接取代普通照明开关，而不必更改室内原有布线。图中，接成四只电压比拟器的运放A1A4可采用一块单电源四运放集成电路LM324,其他元件如下图，无特殊要求，电路图

12、如图二：图二运放集成电路LM324完成声光控延时照明灯电路3、使用了数字集成电路CD4011,其内部含有4个独立的与非门VD1VD4,使电路结构简单，工作可靠性高。电路图如下：（图3）图三利用ICCD4011声光控延时照明灯电路在这几个方案中，由于我在学校学了数字电路和门电路，而且这个方法比拟简单，又实用，能充分表达出我在校期间对所学知识掌握的程度，所以我选择了第三种方案。第三节方案论证整流电路采用桥式整流电路，二极管稳压电路加上滤波电容。可控硅开关起开关作用，非常重要，由这个开关去控制整流电路的工作与否，从而控制灯的亮和熄。稳压电路需&2V稳定电压，并要求不高所以我们采用它话筒放大为实现声控

13、功能，要设制话筒放大电路，主要是由话筒拾音电路（就是把声音信号变为电信号电路，由于声音微小，所以加放大电路）和放大电路组成。光敏控制电路实现光控的功能，可以有光敏电阻来实现。一音频放大电路因话筒输出的音频信号小,不能满足检波的需要，设制二极管音频放大电路，倍数几千上万倍。检波电路音频信号是交流信号，不用交流信号控制可控硅，需转换为直流信号，才能控制可控硅，因是小信号，要反映信号的蜂值电路线变化。延迟电路在灯点亮时需要有延迟，检波输出直流电压通过延迟电路是电压消失，保持一段时间，所保持时间的长短由延迟电路的参数决定，实际上延迟电路由RC电路组成，时间常数T=RC,这是可控制电压。控制电路是控制可

14、控硅栅极的开关电路，它的输入由延时端的延时电路送来的电压控制，输出控制可控硅的导通情况。论证方案：声源产生的声音信号,经声电转换器后转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器将幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路到达设计要求时间与设计要求功能，经执行机构直接控制负载动作。第四节电路的工作原理声光控延时开关的电路原理图见图3所示。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，假设干分钟后延时开关自动关闭:因此，整

15、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，由此可画出图4示的方框图：结合图4来分析图3。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到VT的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VDl)的2脚，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，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V

16、D4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电源，为BM、VT、IC等供电。第五节局部数值计算-、单管放大电路参数的设置：经测试，得知r=164,实测9013的导通电压为Uon=Ube=O.4V,给定电源电压VCC=+6V在静态工作的时候，要使三极管发处于放大状态，那么VCe般取大于2V