聲光雙控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)

1、電子電子設(shè)計(jì)報(bào)告聲光雙控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)摘要在學(xué)校、機(jī)關(guān)、廠礦企業(yè)等單位的公共場(chǎng)所以及居民區(qū)的公共樓道，長(zhǎng)明燈現(xiàn)象十 分普遍，這造成了能源的極大浪費(fèi)。另外，由于頻繁開(kāi)關(guān)或者人為因素，墻壁開(kāi)關(guān)的損壞 率很高，增大了維修量、浪費(fèi)了資金。通過(guò)對(duì)電子工藝基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，為了能夠?qū)⒄n本 的理論知識(shí)用于實(shí)踐，同時(shí)也為了加強(qiáng)我們對(duì)模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)的理解和鞏 固，本課程設(shè)計(jì)小組花了一段時(shí)間進(jìn)行電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，而我們?cè)O(shè)計(jì)的課題是聲光控制 路燈的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)的聲光 雙控白熾燈節(jié)能路燈來(lái)代替普通路燈，從而解決長(zhǎng)明燈的現(xiàn)象。在本設(shè)計(jì)中介紹了聲光控路燈控制器的

2、組成、性能，適用范圍及工作原理，給出各電 路原理圖及元件參數(shù)選擇，節(jié)電效果十分明顯，同時(shí)也大大減少了維修量、節(jié)約了資金， 使用效果良好。白天光照好，不管過(guò)路者發(fā)出多大聲音，都不會(huì)是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗， 電路的拾音器只要檢測(cè)到有碎發(fā)聲響，就會(huì)自動(dòng)亮為行人照明，過(guò)幾分鐘后又自動(dòng)熄滅， 節(jié)能節(jié)點(diǎn)。關(guān)鍵字：聲光控制；節(jié)能；開(kāi)關(guān)；聲控電路；光控電路；延時(shí)電路1電子電子設(shè)計(jì)報(bào)告聲光雙控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)目錄 .總體思路 3二. 設(shè)計(jì)方案及原理圖 41. 原理框圖42. 聲光雙控開(kāi)關(guān)控制電路 4三. 工作原理與調(diào)試 63.1電源設(shè)計(jì)63.2信號(hào)放大整形電路設(shè)計(jì) 63.3555延時(shí)處理電路的設(shè)計(jì) 7四印制電路板及調(diào)試

3、81. 印制電路板 92. 焊接電路9五、所需元器件清單 10六、體會(huì)11七、總結(jié)12八、參考文獻(xiàn)13-11 -一總體思路整個(gè)電路由電源電路，放大電路，處理電路（聲控電路、光控電路）及延時(shí)電路等 部分組成。電源由220V交流電源供電，光敏控電路對(duì)外界光亮程度進(jìn)行檢測(cè)，輸出與 光亮程度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)。從而實(shí)現(xiàn)白天燈泡不亮晚上遇到聲響時(shí)，通過(guò)聲控電路使 燈泡自動(dòng)點(diǎn)亮，聲控電路主要將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，從而要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，延時(shí)電 路聲音消失后延長(zhǎng)一段光照時(shí)間?？傮w方框圖如圖 1所示。二設(shè)計(jì)方案及原理圖1.原理框圖圖1 原理框圖原理簡(jiǎn)述：聲源產(chǎn)生的聲音信號(hào)，經(jīng)聲電轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成微弱的電信號(hào)， 該信

4、號(hào)經(jīng)放大后送處理 器處理，處理器將幅度、頻率不盡相同的一群聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成一次狀態(tài)改變的控制信號(hào)， 該信號(hào)經(jīng)延時(shí)處理電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)間與設(shè)計(jì)要求功能，經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接控制負(fù)載動(dòng) 作，處理電路如下圖2所示：輸入輸出4信號(hào)處理輸入丄輸出(a)框圖圖2信號(hào)處理框圖2.聲光雙控開(kāi)關(guān)控制電路圖3電路簡(jiǎn)述本電路為一聲光自動(dòng)控制白熾燈開(kāi)關(guān)。白天或夜晚光線較亮?xí)r，光控部分將開(kāi)關(guān)自 動(dòng)關(guān)斷，聲控部分不起作用。電路主要由 555集成電路和放大電路組成。白天或夜晚光 線較亮?xí)r，光控部分將開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)斷，聲控部分不起作用。當(dāng)光線較暗時(shí)，光控部分將 開(kāi)關(guān)自動(dòng)打開(kāi)，負(fù)載電路的通斷受控于聲控部分。電路是否接通，取決于聲音信號(hào)強(qiáng)

5、度。 當(dāng)聲強(qiáng)達(dá)到一定程度時(shí)，電路自動(dòng)接通，點(diǎn)亮白熾燈，并開(kāi)始延時(shí)，延時(shí)時(shí)間到，開(kāi)關(guān) 自動(dòng)關(guān)斷，等待下一次聲音信號(hào)觸發(fā)。三工作原理與調(diào)試3.1電源設(shè)計(jì)電源電路的種類繁多，如變壓器降壓；橋式整流全波整流；Lc、Rc、濾波；三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓等。具體采用什么電路合適，則根據(jù)主體電路及執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同和可靠、價(jià)廉、有效 益等要求進(jìn)行選用。本聲光雙控開(kāi)關(guān)電路電源的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖4所示：圖4電源設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖220V交流電經(jīng)過(guò)C6, R7降壓后，再經(jīng)過(guò)VD2，VD3整流穩(wěn)壓，通過(guò)C5濾波，變成12V的直流電，再經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓集成塊IC2（ 78L06）穩(wěn)壓，C4濾波，形成6V穩(wěn)定的直流電源Ec,供后續(xù)電路使用。電源穩(wěn)壓

6、電路如圖 5所示圖5電源穩(wěn)壓電路3.2信號(hào)放大整形電路設(shè)計(jì)放大電路實(shí)現(xiàn)方法很多，除分立器件實(shí)現(xiàn)之外，還可采用運(yùn)放，也可采用門(mén)電路 等來(lái)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)放大整形電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如圖 6所示圖6信號(hào)放大整形電路在有聲音是，聲音經(jīng)過(guò)MIC接受，Q1放大，使VC1下降。當(dāng)VC1低于Ec/3時(shí)，觸 發(fā)IC1,使其內(nèi)部觸發(fā)比較器翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)， 3腳輸出高電平，經(jīng)R6觸發(fā)BCR雙向 可控硅，可控硅導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。3.3 555 延時(shí)處理電路的設(shè)計(jì)在黑夜或者光線較暗時(shí)，Rv1的阻值增大，使Rv1與R4的分壓低于Ec/3。此時(shí)VD1 導(dǎo)通，由R2經(jīng)VD1與R4分壓，在IC1與2的腳仍低于Ec/3,3腳為低電平，不能

7、觸發(fā)雙 向可控硅BCR，電燈不亮。在有聲音是，聲音經(jīng)過(guò)MIC接受，Q1放大，使VC1下降。當(dāng)VC1低于Ec/3時(shí)，觸 發(fā)IC1,使其內(nèi)部觸發(fā)比較器翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)，3腳輸出高電平，經(jīng)R6觸發(fā)BCR雙向可控硅，可控硅導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。此時(shí) IC1放電端DIS（ 7腳）內(nèi)部開(kāi)路。從而解除了對(duì) 電容二的鉗位，電源電壓開(kāi)始通過(guò) R5向C2充電，充電常數(shù)為R5 C2，直到C2上電壓 VC2上升到2/3Ec時(shí)，IC1復(fù)位，準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)結(jié)束，又回到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)。 C2上的電壓經(jīng)7腳對(duì)地迅 速放電，輸出端3腳復(fù)低電平，BCR斷開(kāi)，燈泡熄滅。電路一旦觸發(fā)，在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)期間，聲 音就不再起任何作用。燈泡點(diǎn)亮?xí)r間為 1.1 R5 C

8、2。根據(jù)需要點(diǎn)亮?xí)r間的長(zhǎng)短，可以改變 R5 C2的數(shù)值。當(dāng)光線較強(qiáng)或者白天使，RG受光照較強(qiáng)，阻值變小，經(jīng)電源由RG與R4分壓，使IC1 的2腳電壓高于EC/3。此時(shí)電壓封鎖了聲控通道。即使有較強(qiáng)的聲音，也不會(huì)觸發(fā) IC1， 使IC1始終處于復(fù)位狀態(tài)，所以燈泡不會(huì)點(diǎn)亮。控制電路如圖 7所示圖7555延時(shí)處理電路四印制電路板及調(diào)試除MIC , RG和RP1外的所有元件按圖3所示焊接在印制板上。待安裝完畢檢查無(wú)誤并將燈泡裝入電路后方可通電。首先檢查C5兩端電壓是否為直流12V，再檢查C4兩端電壓是否為6V，檢查有關(guān)兀器件焊接是否正確。確認(rèn)電壓正確后，去掉RG，在周圍無(wú)任何聲音時(shí)，調(diào)整RP1，使電壓

9、VC1略高于1/3EC,并不是燈泡點(diǎn)亮，然后周圍發(fā)出聲音，使燈 泡點(diǎn)亮，根據(jù)聲音的大小，距離的遠(yuǎn)近微調(diào) RP1，至接受靈敏度最高為止。1.印制電路板首先，連接電路各元件如圖3所示，其次，封裝個(gè)元件，創(chuàng)建網(wǎng)表并導(dǎo)入網(wǎng)表，然后 制作焊盤(pán)，如圖8所示圖8制作焊盤(pán)圖9焊盤(pán)3D視圖2.焊接電路將電路圖打印輸出，制作電路板，然后焊接元器件。實(shí)物如下圖所示電子電子設(shè)計(jì)報(bào)告聲光雙控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)-15實(shí)物圖五、所需元器件清單表6-1元器件名稱數(shù)量備注555定時(shí)器1NE555C11010ufC2147ufC31100fC4110ufC51470ufC6110uf穩(wěn)壓二極管1BZV8C12NPN12N5572雙向可控

10、硅1L6004L8二極管1IN4007電阻9R1（ 10K），R2（5.1K），R3（10K），R4（ 100K），R5（10K），R6（300）, R7（200K），R8（ 100K），Rv1（800K）六、體會(huì)本次的聲光控制開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)踐將我們學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐，深化了對(duì)數(shù)字電路 設(shè)計(jì)、和模擬電子設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，使我們?cè)谠O(shè)計(jì)的實(shí)踐中獲得新知。通過(guò)之前的理論知識(shí)和 實(shí)踐操作，我不僅僅得到的是課本上的東西，更重要的是我通過(guò)自己的獨(dú)立動(dòng)手，讓我學(xué) 會(huì)了分析電路、設(shè)計(jì)電路的步驟等。在此設(shè)計(jì)中利用到了三極管的放大、光敏效應(yīng)，特別是讓我溫習(xí)了 555觸發(fā)器的知識(shí)與應(yīng)用， 讓我們進(jìn)一步鞏固和掌握前面所學(xué)的基礎(chǔ)知 識(shí)，加深對(duì)了對(duì)模擬電路數(shù)字電路理解，對(duì)元?dú)饧氖褂酶由羁?。七、總結(jié)電子電子設(shè)計(jì)報(bào)告聲光雙控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)聲光雙控照明燈，它可以用于樓梯、過(guò)道、庫(kù)房的場(chǎng)合。白天光照好，不管過(guò)路者發(fā) 出多大聲音，都不會(huì)是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測(cè)到有碎發(fā)聲響，就會(huì) 自動(dòng)亮為行人照明，過(guò)幾分鐘后又自動(dòng)熄滅，節(jié)能節(jié)點(diǎn)。在電源設(shè)計(jì)中要根據(jù)其主體電路 及執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同，要求可靠，價(jià)廉，有效益。由于此開(kāi)關(guān)在光線較暗時(shí)是否接通取決于聲 音的強(qiáng)弱，因此為加強(qiáng)其工作效應(yīng)，設(shè)計(jì)了信號(hào)放大整形電路