聲光觸摸三控照明燈開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì) 結(jié)題論文

1、366a2ceb29b29c92745ffee1589e205b.pdf 電子產(chǎn)品創(chuàng)作設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)論文題目：聲光觸三控照明延時(shí)電路院系: 電子工程學(xué)院班級(jí):作者： 西安電子科技大學(xué)摘 要聲光觸摸控制照明燈開(kāi)關(guān)，能自動(dòng)控制白天開(kāi)關(guān)、夜晚亮燈、人走燈滅。具有靈敏、低耗、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。設(shè)計(jì)聲光觸摸控制延時(shí)開(kāi)關(guān),綜合了聲、光、觸摸和延時(shí)控制。本文闡述了簡(jiǎn)單的聲光觸摸控制照明燈開(kāi)關(guān)的制作。采用CD4011四二與非門(mén)芯片，駐極體傳聲器、光敏電阻、電容等作為基本元件。光敏電阻,駐極體傳聲器和觸摸片三種傳感器形成了聲控、光控和觸摸三種控制的電路。利用protel99se軟件完成電路原理圖的制作和PCB電

2、路板的制作。開(kāi)關(guān)制作完成后，測(cè)試結(jié)果實(shí)現(xiàn)了所要求的控制?！娟P(guān)鍵詞】聲光觸摸控制；延時(shí)控制；光敏電阻；- 1 -14366a2ceb29b29c92745ffee1589e205b.pdfAbstractSound and light touch control lighting switches, automatic control can be switched during the day, night lighting, and eliminate people of lights. Its feature is ensitive, low consumption, stable per

3、formance, ect. Design acousto-optic touch control delay switch which combine sound and light, touch and delay control. This paper expounds how to make a simple sound and light touch control lighting switch (DIY). Its basic device is CD4011 42 sr chip, microphone, photoresistance, capacity, etc. phot

4、oconductive resistance, microphones and touch tablet three sensor formed sonic, ligh-activated and touch three control circuit. Use protel99se software circuit principle diagram production and PCB production. When switch production is completed , test results to the requirements of control.Key Words

5、: Sound, light and touch control ；delay control ；photoresistance；目 錄摘要1Abstract20緒論41延時(shí)燈的電路51.1電路的工作原理62元器件的選擇63利用multisim軟件制作仿真電路73.1protel99se制作原理圖及PCB板73.2電路板的制作4測(cè)試電路板的工作狀態(tài)4.1結(jié)論9致謝10參考文獻(xiàn)11附件110緒 論公共場(chǎng)所和居民居住區(qū)的公共樓道普遍使用機(jī)械手動(dòng)開(kāi)關(guān),由于各種原因往往出現(xiàn)許多燈泡點(diǎn)亮長(zhǎng)明的現(xiàn)象,故使燈泡壽命短,浪費(fèi)電量。另外，由于頻繁開(kāi)關(guān)或其他人為因素，墻壁開(kāi)關(guān)的損壞率很高，既增大了維修量、浪費(fèi)了資

6、金，又容易造成事故隱患。因此，設(shè)計(jì)研制一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便的聲光觸摸三控節(jié)能自動(dòng)開(kāi)關(guān)顯得相當(dāng)有必要。這樣就可使公共場(chǎng)所和居民居住區(qū)的公共樓道燈在白天時(shí)不亮，晚上聞聲自亮，或者是用手觸摸一下電極片電燈也會(huì)亮，待人走后，幾十秒后自動(dòng)關(guān)閉，既方便，又省電。聲光觸摸三控開(kāi)關(guān)應(yīng)用的是模擬電子技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，安全可靠，成本低廉。其電路由電源電路、聲控電路、光控電路、觸摸控制電路和延時(shí)電路組成。本文介紹一種采用模擬電子技術(shù)的方法，設(shè)計(jì)聲光觸摸三控照明燈開(kāi)關(guān)。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

7、活。聲光控電路已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需要開(kāi)關(guān)，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)自動(dòng)的亮；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。該電路在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用了仿真軟件，來(lái)進(jìn)行仿真然后才確定下來(lái)的，雖然用的僅僅是EWB軟件，但是在論文中也是比較有特色。能夠使人們?cè)诓恢挥X(jué)中感受方便。1.課題研究的目的和意義研究

8、目的：通過(guò)這次的課題研究我們希望在理清它的發(fā)展脈絡(luò)上進(jìn)一步了解它的發(fā)明原理，將平時(shí)所學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)探索上，這對(duì)提高我們的動(dòng)手能力，創(chuàng)新意識(shí)，及鍛煉思維活動(dòng)無(wú)疑是一個(gè)莫大的幫助。同時(shí)我們也希望這次的研究能讓同學(xué)進(jìn)一步地了解照明燈，而不是僅局限與課本知識(shí)以內(nèi)。從小的突破點(diǎn)入手，掌握又一項(xiàng)科技知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)課堂外的又一次提高,為現(xiàn)代教育科學(xué)盡一份力量！研究意義：用聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開(kāi)關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過(guò)樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門(mén)或走出公寓，樓道燈延時(shí)幾分鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能

9、的目的。聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學(xué)樓等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。 降低能耗、節(jié)約能源、注重環(huán)保是當(dāng)今世界的主潮流，高能耗且會(huì)加劇溫室效應(yīng)的白熾燈越來(lái)越不受歡迎。繼公布“歐盟后年封殺白熾燈”的時(shí)間表后，世界各地陸續(xù)拋棄白熾燈已成定局，環(huán)保型節(jié)能熒光燈是白熾燈的替代者。節(jié)能熒光燈VS白熾燈，勝券在握已無(wú)懸念，但樓道照明卻限制了熒光燈的使用，因?yàn)闃堑勒彰魇欠浅掷m(xù)性的，有人經(jīng)過(guò)才需要光亮，而不斷的開(kāi)關(guān)通斷會(huì)影響熒光燈的使用壽命，所以聲光控白熾燈在樓道照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。2.國(guó)內(nèi)外概況由于近年來(lái)我

10、國(guó)的照明器材行業(yè)的迅速崛起，中國(guó)已經(jīng)成為電光源產(chǎn)品的主要輸出國(guó)之一。照明器材行業(yè)屬一般性競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)，是我國(guó)輕工業(yè)對(duì)外開(kāi)放較早的行業(yè)之一。WTO后，國(guó)際上一些知名品牌大企業(yè)相繼進(jìn)入國(guó)內(nèi)產(chǎn)銷(xiāo)領(lǐng)域，使得國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化。努力增加節(jié)能光源和不同檔次、花樣、不同用途的照明器具的開(kāi)發(fā)，加快綠色、節(jié)能光源產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)推廣和應(yīng)用是我國(guó)目前照明器材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)。我國(guó)照明器材行業(yè)將面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而由此帶來(lái)的巨大商業(yè)利益也成為一些企業(yè)矚目的焦點(diǎn)。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)業(yè)調(diào)整的步伐進(jìn)一步加快，一般照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)大量向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，而中國(guó)又是一個(gè)比較適合的國(guó)家，一是中國(guó)具備生產(chǎn)這些產(chǎn)品的條件，

11、二是勞動(dòng)力成本比較低，從而使中國(guó)逐步成為照明電器產(chǎn)品出口大國(guó)。 展望未來(lái)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，需求仍會(huì)呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，以下強(qiáng)力因素都預(yù)示著我國(guó)照明市場(chǎng)仍有很大的潛力可挖?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面：機(jī)場(chǎng)、鐵路、港口、城市軌道交通等訊速發(fā)展，每一項(xiàng)工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市廣場(chǎng)、綠地、道路、建筑物泛光照明，已從大城市發(fā)展到中小城市。根據(jù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)，我國(guó)照明電器行業(yè)的高速增長(zhǎng)期還將繼續(xù)，對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)如何更加科學(xué)化是我們面臨的問(wèn)題。進(jìn)一步提高照明產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次進(jìn)一步提高照明產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，這既是當(dāng)前擺在我們面前的課題，同時(shí)也是全行業(yè)共同努力的長(zhǎng)期目標(biāo)。就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求而言，人們生活水平逐步提高，對(duì)

12、生存環(huán)境質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，對(duì)照明電器產(chǎn)品提出更高的要求。新的建筑照明標(biāo)準(zhǔn)已完成制訂工作，即將批準(zhǔn)執(zhí)行，新標(biāo)準(zhǔn)基本與國(guó)際接軌，對(duì)不同場(chǎng)合的照明提高了要求，也需要我們生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，為各類(lèi)照明場(chǎng)所提供相應(yīng)的產(chǎn)品。從國(guó)際市場(chǎng)分析，雖然我們的出口逐年大幅度增長(zhǎng)，但我國(guó)大部分產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)仍屬中低檔水平，去過(guò)法蘭克福的人都有體會(huì)，我們的產(chǎn)品與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在較大差距。另外，如果大量劣質(zhì)低價(jià)產(chǎn)品出口，還會(huì)遭遇反傾銷(xiāo)訴訟，從而影響全行業(yè)出口，因此我們?nèi)砸舐暭埠?，質(zhì)量是企業(yè)的生命。 我國(guó)目前已成為世界照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，我們的目標(biāo)是要成為照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家在照明電器產(chǎn)

13、品的質(zhì)量、檔次、生產(chǎn)工藝、設(shè)備、材料以及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力等方面均存在明顯差距。 1延時(shí)燈的電路設(shè)計(jì)聲光觸摸三控照明燈開(kāi)關(guān)所采用的電路如下圖所示。 設(shè)計(jì)要求：當(dāng)沒(méi)有光照射到光敏電阻RL時(shí)，同時(shí)有聲響傳到駐極傳聲器B，燈點(diǎn)亮并延時(shí)一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅。有光照射到光敏電阻，無(wú)論有無(wú)聲響時(shí)燈都不點(diǎn)亮。手觸摸導(dǎo)電片M時(shí)，燈即可點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅。調(diào)節(jié)R5電阻的大小可以控制燈點(diǎn)亮的時(shí)間長(zhǎng)短。電路原理：電源電路由照明燈E、整流二極管VD2VD5、電阻R6、穩(wěn)壓二極管VS和濾波電容器C4組成。聲控電路由傳聲器BM、電阻R1R3組成、電容器C1和C2、與非門(mén)I（集成電路IC（CD44011）內(nèi)部）。光控電

14、路由電阻R4、光敏電阻RL、二極管VD1和IC內(nèi)部的與非門(mén)II組成。觸摸控制電路由觸摸電極M、電阻R8、R9、與非門(mén)IV和二極管VD6組成。延時(shí)控制電路由延時(shí)電容器C3、電阻R5、R7、與非門(mén)III和晶閘管VT組成。1.1電路的工作原理 交流電220V電壓經(jīng)燈泡E限流降壓、VD2VD5整流、R6降壓、VS穩(wěn)壓及C4濾波后，為IC提供6V直流電壓。白天，RL無(wú)光照謝呈低阻狀態(tài)，為低電平，II門(mén)輸出為高電平，III門(mén)輸出為低電平，VT處于截止的狀態(tài)，E不亮，聲控電路不起作用。夜晚，RL無(wú)光照而變成高阻狀態(tài)，為高電平，此時(shí)若有聲響發(fā)出，則聲音信號(hào)經(jīng)B變換成電信號(hào)后，再經(jīng)I門(mén)整形后使II門(mén)輸出低電平，

15、VD1導(dǎo)通，C3充電，變成低電平，III輸出高電平，使VT受觸發(fā)導(dǎo)通，E燈點(diǎn)亮。聲音信號(hào)消失后，II門(mén)輸出為高電平，VD1截止，C3通過(guò)R5放電，是電壓逐漸升高，當(dāng)C3放電結(jié)束后，III門(mén)輸出為低電平，VT截止，E熄滅。用手觸摸電極片M時(shí)，人體感應(yīng)的雜波信號(hào)經(jīng)R9加至IV門(mén)的輸入端，使IV輸出低電平，VD6導(dǎo)通，C3充電，III門(mén)輸出高電平，VT導(dǎo)通，E點(diǎn)亮。改變R1的阻值，可以調(diào)節(jié)聲控的靈敏度。改變R4的阻值，可調(diào)節(jié)光控的靈敏度。改變R8的阻值，可調(diào)節(jié)觸摸的靈敏度。2元器件的選擇電阻R1R5和R9R7選用1/4W的金屬膜電阻（R1、R4、R5選用電阻器）或碳膜電阻；R6選用2W的金屬膜電阻器

16、。C1和C2均選用獨(dú)石電容器；C3和C4選用耐壓值為16V的鋁電解電容。VD1和VD6選用1N4148型硅開(kāi)關(guān)二極管；VD2VD5選用1N4007型硅整流二極管。VT選用1W、6V的硅穩(wěn)壓二極管，例如1N4735等型號(hào)。4與非門(mén)集成電路采用CD4011或MC140011型。B采用駐極體傳聲電器。M使用銅膜片制作。3利用multisim軟件制作仿真電路在制作實(shí)物前用multisim軟件對(duì)電路進(jìn)行了仿真，由于仿真軟件中有些元器件難以找到，因此仿真結(jié)果并不理想。在對(duì)電路圖進(jìn)行分析后，認(rèn)為設(shè)計(jì)的電路是可以實(shí)現(xiàn)所要求的控制。3.1 protel99se制作原理圖及PCB板用protel99se繪制的原理

17、圖如下圖所示3.2電路板的制作 在聲光觸摸照明開(kāi)關(guān)的實(shí)物制作過(guò)程中，受元器件和其他條件的影響，為了使制作取得成功，我對(duì)一些器件進(jìn)行了一些改動(dòng)。R1，R4，R8直接用1/4W的電阻代替，并沒(méi)有使用電阻器。單相可控硅采用的是CR3AM，整流橋采用的是RB-156型整流橋。元件清單如下：0.01u C2 ，0.1uC1，100K R5(1/4W)，100K R3(1/4W)，100K R10(1/4W)，100K R7(1/4W)，100K R6(2W)，100u C4(16V)，10K R1(1/4W)，10u C3(16V)，1M R8(1/4W)，1M R4(1/4W)，200K R9(1/4

18、W)，200K R2(1/4W)，6V 1N4735，CD4011 , 1N4148 D1,1N4148 D2,CR3AM Q1,光敏電阻。4測(cè)試電路板的工作狀態(tài)電路板制作完成后，檢查電路無(wú)誤，測(cè)試了一下其工作狀態(tài)。剛開(kāi)始通電時(shí)，燈一直處于點(diǎn)亮狀態(tài)，不受聲，光，觸摸的控制。當(dāng)時(shí)假設(shè)是單相晶閘管的問(wèn)題，于是從新更換新的晶閘管，通電后等閃一下后又滅了，同樣不受控制。于是又檢查了一下電路板，沒(méi)有問(wèn)題?？紤]到，晶閘管不受控制，應(yīng)該是門(mén)極擎住電流太小，改正R7的電阻大小為556。通電測(cè)試，觸摸時(shí)，可以控制燈點(diǎn)亮，一段時(shí)間后燈自動(dòng)熄滅。黑暗情況下，聲控不受控制，通電表現(xiàn)為閃滅交替，有光照射到光敏電阻時(shí)，燈熄滅。由此判斷電路板的聲控處有問(wèn)題，目前為止還沒(méi)有找到好的處理方案。4.1總結(jié)用CD4011芯片制作的聲光觸摸三控開(kāi)關(guān)，原理簡(jiǎn)單，所需的元器件較少，制作成本低廉。從目前的測(cè)試結(jié)果看，開(kāi)關(guān)的可靠性較高，燈點(diǎn)亮控制得較好。本次設(shè)