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認證主體：寧夏凱米世紀(jì)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司

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IP屬地：寧夏 上傳時間：2021-07-02 格式：DOC 頁數(shù)：13 大?。?40.50KB 積分：11 舉報 版權(quán)申訴

1、第一章：摘要在學(xué)校、機關(guān)、廠礦企業(yè)等單位的公共場所以及居民區(qū)的公共樓道,長明燈現(xiàn)象十分普遍,這造成了能源的極大浪費。另外,由于頻繁開關(guān)或者人為因素,墻壁開關(guān)的損壞率很高,增大了維修量,浪費了資金。同時，為了加強我們對模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的理解和鞏固，我們通過了兩個星期的電子技術(shù)課程設(shè)計，我設(shè)計的是聲光控制燈的設(shè)計，我設(shè)計了一種電路新穎、安全節(jié)點、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、使用壽命長的聲光雙控節(jié)能電路。本次課程設(shè)計的任務(wù)是樓道聲控?zé)簦鶕?jù)模擬電子和數(shù)字電子所學(xué)的知識自主設(shè)計，在老師的指導(dǎo)下以小組為單位組裝實物并調(diào)試。本次課程設(shè)計任務(wù)是樓道聲控?zé)簦琹ed樓道聲控?zé)羰菢堑罒舻囊环N，是自行研發(fā)生產(chǎn)，擁

2、有自主知識產(chǎn)權(quán)（申請四項專利），采用特殊技術(shù)封裝的led新型室外燈具，集聲控、光控、智能控制于一體的產(chǎn)品，白天光控作用下，燈具處于關(guān)閉狀態(tài)；夜晚照度低于設(shè)定值后，光控開啟，當(dāng)有人走動（或發(fā)出聲音時），燈光自動打開并延時關(guān)閉。對手機說出要撥打的姓名，手機會自動接通相應(yīng)的電話號碼。如今，人們對聲控技術(shù)越來越熟悉。用聲音代替肢體動作給人們帶來了很多的好處和便利。因此，越來越多的聲控設(shè)備廣泛地應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中。第二章：方案論證 白天光線強，開關(guān)中的光控電路工作，將電路切斷；聲控是用人走動時，腳步聲控制電路，將電路接通。兩個兩部分的控制相當(dāng)于兩個開關(guān)串聯(lián)。從邏輯上來講，就是“光暗”和“腳步聲”是“與

3、”的關(guān)系，滿足這兩個條件，電路接通，燈亮。這個“與門”輸出，去觸發(fā)一個單穩(wěn)態(tài)電路，使單穩(wěn)電路動作，接通燈的電源，燈亮。再經(jīng)過一個時延，燈亮幾十秒鐘后，單穩(wěn)電路自動翻轉(zhuǎn)，燈光熄滅。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管，內(nèi)部裝有柱極體話簡。而光敏二極管的敏感效應(yīng)，只有在黑暗時才起到作用（可用液晶萬用表測得數(shù)值）。也就是說當(dāng)天色變暗到一定程度，光敏二級管感應(yīng)后會在電子線路板上產(chǎn)生一個脈沖電流，使光敏二級管一路電路處在關(guān)閉狀態(tài)，這時在樓梯口等處只要有響聲出現(xiàn)，柱極體活簡就會同樣產(chǎn)生脈沖電流，這時聲光控制開關(guān)電路就連通起作用。因為必須要二個條件同時存在，聲光控開關(guān)才起作用，故叫與門電路。

4、 聲控?zé)舭糌撦drl、可控硅scr、話筒mic及聲控電路，燈負載rl與可控硅src串接后與電源相連，話筒將聲音信號轉(zhuǎn)成電信號，聲控電路通過聲音信號控制可控硅src的導(dǎo)通狀態(tài)，其特征在于，所述聲控電路包括電源部分，諧振放大部分及觸發(fā)器，電源部分通過電容降壓，整流及穩(wěn)壓提供聲控電路所需的直流電壓，諧振放大部分包括多極三極管放大，話筒接在第一級放大三極管的基極上并由電容耦合，一個由電感和電容構(gòu)成的諧振電路接在末級放大三極管的基極上，放大后的信號影響觸發(fā)器的翻轉(zhuǎn)，并最終控制可控硅的控制極的點位。光控電子開關(guān)，它的“開”和“關(guān)”是靠可控硅的導(dǎo)通和阻斷來實現(xiàn)的，而可控硅的導(dǎo)通和阻斷又是受自然光的亮度（或

5、認為亮度）的大小所控制的。1、該電路的主要特性和優(yōu)點有以下幾方面：（1）、光控功能：在采光滿足需要時，則不開啟燈光；（2）、穩(wěn)定性：高效可靠的恒流源，保證led光源的穩(wěn)定和長壽；（3）、寬電壓：ac70v260v自適應(yīng)，dc11v60v自適應(yīng)，適合電壓波動較大地區(qū)的需要；（4.）適應(yīng)性：-2060環(huán)境溫度下測試工作正常；（5）、顯色性：顯色性70 ra，同時中間色溫賦予舒適的照明；（6）、可靠性：全固體光源抗震動、抗沖擊性能強；（7）、壽命長：led使用壽命5萬小時，大幅減少燈具更換的人工和材料費用；（8）、無污染：一般日光燈含有汞等有害物質(zhì)，而led燈采用半導(dǎo)體技術(shù)，不含任何有害物質(zhì)，是一個

6、名副其實的綠色光源；（9）、參數(shù)自設(shè)定：用戶通過簡單的插拔跳線(或可調(diào)器件)，即可自行調(diào)整光敏度、紅外(聲控)靈敏度，延時時間等參數(shù)。2、主要適用場合：1) 太陽能光伏照明系統(tǒng)；2) 建筑物樓道、走道等公共通道照明；3) 地下車庫、圖書館、博物館、陳列館、超市等大環(huán)境補充照明；4) 賓館酒店、醫(yī)院及住宅等玄關(guān)、廚房、衛(wèi)生間、儲藏間、更衣室照明；5) 火車汽車船舶帳篷等蓄電池供電場所照明。第三章 電路原理圖圖31第四章 器件介紹器件包括： 光敏電阻 駐極體話筒 運放lm358ne555 sm74ls122 發(fā)光led 電容 電阻 4.1 ne555 圖41ne555是一種應(yīng)用特別廣范作用很大的集

7、成電路小于規(guī)模集成電路,在很多電子產(chǎn)品中都有應(yīng)用. ne555的作用是內(nèi)部的定時器來構(gòu)成時基電路,給其他的電路提供時序脈沖. ne555是屬于555系列的計時ic的其中的一種型號，555系列ic的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當(dāng)普遍的計時ic，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。 各種555定時器的電路結(jié)構(gòu)大同小異，它由比較器c1和c2、基本觸發(fā)器和輸出級三個部分組成，外部共有8根引腳，各腳的名稱和功能如下：1腳為接地端，也是芯片的公共端；8腳為電源端vcc；3腳為信號輸

8、出端vo；7腳為放電端。如果經(jīng)過一個足夠大的電阻接到電源上那么放電端可獲得一個與輸出端相一致的電平。4腳為直接復(fù)位端，只要在此輸入低電平，輸出端立即被置為低電平，不受其他輸入狀態(tài)的影響。正常工作是接高電平可直接接到電源上；6腳為c1比較器的信號輸入端，又稱閥值段th；2腳為c2比較器的信號輸入端，又稱觸發(fā)端。他們輸入信號可以是數(shù)字信號也可以是模擬信號，分別與比較器所設(shè)置的參考電壓進行比較便于控制輸出狀態(tài)；5腳為控制電壓輸入端。如果沒有外加電壓時兩個比較器的參考電壓，由電源電壓經(jīng)過三個等值電阻分壓提供。在這種情況下，該端可通過電容接地，放干擾信號串入。 ne555的特點有： 1.只需簡單的電阻器

9、、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。 2.它的操作電源范圍極大，可與ttl，cmos等邏輯閘配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。 3.其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載。 4.它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜。參數(shù)功能特性： 供應(yīng)電壓4.5-18v 供應(yīng)電3-6 ma 輸出電225ma (max) 上升/下時間100 ns4.2 sn74ls122 圖42 圖43 表4174ls122是雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它的功能表見表21-1，邏輯符號見圖21-1-2。表和圖中的是直接清“0”端，是觸發(fā)輸入

10、端，其中是低電平信號觸發(fā)端，是高電平信號觸發(fā)端，是輸出端，rint和cint是外接定時電阻和定時電容的接入端。當(dāng)=0時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器清零，q=0。功能表中的符號和表示觸發(fā)信號的觸發(fā)邊沿，都可以做觸發(fā)輸入端使用，除了做清零端使用外，也可以做觸發(fā)端使用，見功能表的最后二行。功能表中的符號表示單穩(wěn)工作狀態(tài)。圖21-1-2邏輯符號內(nèi)部有符號，它代表內(nèi)部的觸發(fā)信號是上升邊沿動作。是下降沿觸發(fā)有效，是上升沿觸發(fā)有效。所以，中如果沒有觸發(fā)邊沿，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的狀態(tài)不會改變，見功能表的第二、三、四行。之間是或的關(guān)系，其中只要有一個有觸發(fā)沿即可觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)，當(dāng)之中有時，其他觸發(fā)端必須是高電平。它們的關(guān)系在圖21-1

11、-2的邏輯符號中看的的比較清楚，觸發(fā)信號的傳遞關(guān)系是。所以中的觸發(fā)沿經(jīng)或門變?yōu)?，由于是高電平，這個觸發(fā)沿可以通過與門對單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進行觸發(fā)。中有觸發(fā)邊沿時，中至少有一個是低電平，經(jīng)過或門后變?yōu)楦唠娖胶拖嗯c，才不至于影響的觸發(fā)邊沿。 邏輯符號中的ri、cx、rx/cx是外接定時元件的接入端，邏輯符號外部引線上有符號，表示這個引線上的信號是模擬信號。cx、rx/cx之間可以外接定時電容器cext。ri內(nèi)部有一個定時電阻，可以使用這個定時電阻（不同型號這個電阻不同，74ls122大約為10kw），也可以不使用這個電阻，這時需要在rx/cx與vcc之間外加定時電阻。由于外加定時電阻比內(nèi)部的定時電阻更準(zhǔn)

12、確一些，所以可以獲得比較準(zhǔn)確的定時精度。4.3 光敏電阻 圖44光敏電阻器（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。當(dāng)它受到光的照射時，半導(dǎo)體片（光敏層）內(nèi)就激發(fā)出電子空穴對，參與導(dǎo)電，使電路中電流增強。光敏電阻是一種半尋體器件，利用半尋體的光電效應(yīng)。當(dāng)有光照時電阻很小。無光照時電阻很大?？捎镁w管組成放大器，做成自動控制電路。實現(xiàn)你所需要的電路。把光敏電阻作

13、為晶體管的偏流電阻。這樣當(dāng)有光照時晶體管導(dǎo)通，驅(qū)動靈敏繼電器。用繼電器接通電動機。將窗簾打開。繼電器可用jrx-13f靈敏繼電器。其吸合電流不大于50ma。前級放大器可用達林頓管組成。放大器后可接一個反向器。反向器驅(qū)動繼電器。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價帶中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)

14、產(chǎn)生的電子空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值。根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器：對紫外線較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用于探測紫外線。紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測、非接觸測量、人體病變探測、紅外光譜，紅外通信等國防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。可見光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動開關(guān)門戶，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動亮滅，自動給水和自動停水裝置，機械上的自動保護裝置和“位置檢測器”，極薄零件的厚

15、度檢測器，照相機自動曝光裝置，光電計數(shù)器，煙霧報警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。4.4 駐極體話筒 圖45駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、電聲性能好、價格低的特點，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個場效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時需要直流工作電壓。話筒的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個上面有若干小孔的金屬電極（背稱為背電極）構(gòu)成。駐極體面與背電極相對，中間有一個極小的空氣隙，形成一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構(gòu)成一個平板電容器。電容的兩極之間有

16、輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動而產(chǎn)生位移時；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：q =cu 所以當(dāng)c變化時必然引起電容器兩端電壓u的變化，從而輸出電信號，實現(xiàn)聲電的變換。聲電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件是駐極體振動膜。它是一片極薄的塑料膜片，在其中一面蒸發(fā)上一層純金薄膜。然后再經(jīng)過高壓電場駐極后，兩面分別駐有異性電荷。膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連通。膜片的另一面與金屬極板之間用薄的絕緣襯圈隔離開。這樣，蒸金膜與金屬極板之間就形成一個電容。當(dāng)駐極體膜片遇到聲波振動時，引起電容兩端的電場發(fā)生變化，從而產(chǎn)生了隨

17、聲波變化而變化的交變電壓。駐極體膜片與金屬極板之間的電容量比較小，一般為幾十pf。因而它的輸出阻抗值很高(xc12tfc)，約幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與音頻放大器相匹配的。所以在話筒內(nèi)接入一只結(jié)型場效應(yīng)晶體三極管來進行阻抗變換。場效應(yīng)管的特點是輸入阻抗極高、噪聲系數(shù)低。普通場效應(yīng)管有源極(s)、柵極(g)和漏極(d)三個極。這里使用的是在內(nèi)部源極和柵極間再復(fù)合一只二極管的專用場效應(yīng)管。接二極管的目的是在場效應(yīng)管受強信號沖擊時起保護作用。場效應(yīng)管的柵極接金屬極板。這樣，駐極體話筒的輸出線便有三根。即源極s，一般用藍色塑線，漏極d，一般用紅色塑料線和連接金屬外殼的編織屏蔽線。4.5運放

18、lm358 圖46lm358是常用的雙運放, lm358內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器， 適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工 作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益 模組,音頻放大器、工業(yè)控制、dc增益部件和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。 lm358的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。 特性(features)： 內(nèi)部頻率補償。 直流電壓增益高(約100db) 。 單位增益頻帶寬(約1mhz) 。 電源電壓范圍寬：單電源(330v)；雙電源(1.5一15v) 。 低功耗電流，適合

19、于電池供電。 低輸入偏流。 低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流。 共模輸入電壓范圍寬，包括接地。 差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍。 輸出電壓擺幅大（0至vcc-1.5v) 。第五章 電路板的焊接、調(diào)試與故障分析 1、電路板的焊接、調(diào)試?yán)脭?shù)電和摸電的知識繪制出電路圖,按照電路圖運用工具將電路組裝,并進行測試.5v進行測試時,發(fā)現(xiàn)led燈不亮,通過用萬用表測量發(fā)現(xiàn)集成塊沒有接電源,接上電源后繼續(xù)測試發(fā)現(xiàn)聲控?zé)粽９ぷ?電路組裝成功. 當(dāng)光線充足時光敏電阻阻值很小大約僅為1k歐,此時電壓比較器正相輸入,輸出為高電平;ne555電路4引腳為低電平有效所以其接受到輸入的高電平時不會工作處于鎖閉狀態(tài).當(dāng)光線

20、不充足是光敏電阻阻值很大約為100m歐以上故電壓比較器反向輸入輸出為低電平,ne555電路工作.這時若有聲音信號通過mic輸入，通過電容濾波后輸入lm358放大電路經(jīng)放大后輸入ne555電路，正弦波形被施密特變換為反相矩形波后輸入到sn74ls122單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器后再次經(jīng)波形變換后變成一個下降沿脈沖。由于led接入74ls122的q在其上升沿到達之前l(fā)ed在高電平的作用下發(fā)光，當(dāng)上升沿到來后led兩引腳間沒有電位差自動熄滅。2、故障分析：當(dāng)我們將我們完成的電路板接通調(diào)試時問題出現(xiàn)了，led的點亮的時間很短暫，于是我們仔細檢查每一個細節(jié)對照電路圖一一查找，后來才發(fā)現(xiàn)原來是電容的大小搞錯了導(dǎo)致電路短時間點亮。通過這個錯誤明白了，做什么事都要先計劃好了再去做，更不能粗心大意，所以我們也會在以后的學(xué)習(xí)生活中注意這方面，雖然有錯誤但是很有意義。第六章 心得體會本次的聲控照明燈的設(shè)計實踐將我們學(xué)到的知識應(yīng)用到了實踐，深化了對數(shù)字電路設(shè)計和模擬電路設(shè)計的認識，使我們在設(shè)計的時間中獲得新知。設(shè)計開始老師給我們講解了常用元器件的分類、型號、規(guī)格、參數(shù)，加深了對元器件的認識。在接下來的焊接中，我糾正了以前焊接過程中的一些錯誤，并學(xué)到了一些焊接的小技巧，在以往自己私下的焊接過程中，我一直是先把焊絲掛到電烙鐵上在點焊到元器件上，在實