小夜燈的設(shè)計(jì)

小夜燈的設(shè)計(jì)摘要：針對(duì)目前社會(huì)上很多地方使用長(zhǎng)明燈照明，不能實(shí)現(xiàn)燈光的照明智能化造成電能的巨大浪費(fèi)。為響應(yīng)科學(xué)減排和節(jié)能科學(xué)發(fā)展的號(hào)召而設(shè)計(jì)了聲光控小夜燈控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用咪頭、光敏電阻構(gòu)成光照信號(hào)和聲音采集信號(hào)電路。通過(guò)運(yùn)放LM324對(duì)信號(hào)放大并同時(shí)運(yùn)用74LS08輸入與門(mén)構(gòu)成邏輯電路，進(jìn)行邏輯控制，給出是否亮燈的信號(hào)，由RC充放及開(kāi)關(guān)電路執(zhí)行，通過(guò)控制繼電開(kāi)關(guān)控制小夜燈。此系統(tǒng)能很好的控制燈的亮滅，即在有聲音和無(wú)光情況下燈亮，其他情況下燈滅，從而達(dá)到節(jié)能的效果。關(guān)鍵字：LM324；74LS08；RC充放電電路；繼電開(kāi)關(guān)DesignNightLightChaohuCollegeDepartmentofPhysicsandElectronicScience,Chaohu,Anhui238000Abstract:Currently,therearemanyplacesfortheuseoflonglamplighting,intelligentlighting,lightcannotberealizedcausingahugewasteofenergy.Scientificreductionandenergyconservationinresponsetothecallofscientificdevelopmentanddesignofsoundandlightcontrolnightlightcontrolsystem.Thissystemusesthemicrophone,photoresistorlightsignalsandsoundcollectionconstitutesthesignalcircuit.LM324opampthroughthesignalamplificationandusebothoftheinputANDgate74LS08formlogicircuits,logiccontrol,whetherthelightsignalisgivenbytheRCchargeanddischargeandtheswitchingcircuitimplementation,bycontrollingtherelayswitchtocontrolnightlight.Goodcontrolofthissystemcaneliminatethebrightlights,thatisnolightinthecaseofsoundandlights,theothercasethelamp,soastoachieveenergy-savingeffect.Keywords:LM324;74LS08;RCchargeanddischargecircuit;Relayswitch前言錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第一章系統(tǒng)組成及工作原理錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽?？傮w設(shè)計(jì)思路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。電路各模塊設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。.1電源電路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。聲控電路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。光控電路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。.4混合控制模塊錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。.5開(kāi)關(guān)延時(shí)電路錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第二章混合控制模塊的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽?；旌峡刂颇K設(shè)計(jì)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽?；旌峡刂颇K原理錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。設(shè)計(jì)方法與參數(shù)的確定錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。電路仿真圖錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第三章電路的焊接與調(diào)試錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。電路的安裝與焊接錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽?；旌峡刂颇K的調(diào)試錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。第四章系統(tǒng)調(diào)試錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。結(jié)論錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。致謝11參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。附錄一系統(tǒng)總電路圖錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。前言當(dāng)你夜晚走在大街小巷或者要去倉(cāng)庫(kù)找東西時(shí)，是否在為找不到開(kāi)關(guān)而煩惱不已是的，在日常生活中我們可以發(fā)現(xiàn)很多時(shí)候我們需要燈卻沒(méi)有或者不能實(shí)現(xiàn)智能控制等，而聲光雙控小夜燈特別適合廣大人們的要求?？茖W(xué)技術(shù)日新月異，技術(shù)的發(fā)展為我們帶來(lái)了許多方便。同樣，在燈光控制方面它也給我們帶來(lái)便利。公共場(chǎng)所照明越來(lái)越朝著智能化人性化的方向發(fā)展?，F(xiàn)在市場(chǎng)上不僅有聲光控開(kāi)關(guān)，還有微波感應(yīng)開(kāi)關(guān)和熱釋遠(yuǎn)紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)。目前，微波式感應(yīng)開(kāi)關(guān)在抗干擾性能上尚不理想，紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)在性能上較為理想，但安裝復(fù)雜，性能還不夠穩(wěn)定，價(jià)格也偏高。而聲光雙控器件不僅價(jià)格低廉，安裝方便，而且也能有很好的控制效果，因此聲光控會(huì)有一個(gè)很好的應(yīng)用前景。本次設(shè)計(jì)是聲光雙控小夜燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，此控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要有聲控電路，光控電路，混合控制電路、開(kāi)關(guān)延時(shí)電路和電源電路。在設(shè)計(jì)此控制系統(tǒng)時(shí)，采用了模塊化的設(shè)計(jì)思想，因而設(shè)計(jì)起來(lái)更加簡(jiǎn)單、容易、條理清晰。這種設(shè)計(jì)思路可以應(yīng)用于以后的大型產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，能夠大大的降低設(shè)計(jì)難度，也不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小模塊的設(shè)計(jì)問(wèn)題而影響總體的進(jìn)度。聲光雙控小夜燈控制系統(tǒng)有對(duì)聲光信號(hào)進(jìn)行選擇并通過(guò)開(kāi)關(guān)延時(shí)電路使燈泡亮滅的功能。利用自制直流穩(wěn)壓電源供電，利用光敏電阻的阻值變化來(lái)判斷光線強(qiáng)弱，用咪頭檢測(cè)聲音信號(hào)并用LM324對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，通過(guò)74LS08芯片對(duì)聲光信號(hào)進(jìn)行邏輯分析，RC充放電電路與繼電開(kāi)關(guān)控制驅(qū)動(dòng)燈泡。當(dāng)有較強(qiáng)光時(shí)無(wú)論有無(wú)聲音都不會(huì)亮，無(wú)光或光很暗時(shí)有聲音會(huì)亮，無(wú)聲音則不亮。該聲光雙控控制系統(tǒng)能很好的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，相比市場(chǎng)上的一些產(chǎn)品而言，具有成本低廉性能良好的優(yōu)點(diǎn)。第一章系統(tǒng)組成及工作原理總體設(shè)計(jì)思路聲光雙控小夜燈主要是依據(jù)光控原理和聲控原理來(lái)設(shè)計(jì)的。利用光控電路可以根據(jù)光線的亮暗條件控制燈的使用。光控電路是由光敏電阻和可控硅組成。聲控電路是為完善光控路燈而設(shè)計(jì)。在不同時(shí)段、不同的地點(diǎn)使用燈的情況也不同，聲控可進(jìn)一步控制時(shí)間，節(jié)約能源。整個(gè)電路系統(tǒng)由電源電路，聲控電路，光控電路及延時(shí)電路等部分組成。電源由電網(wǎng)供電電壓交流220V（有效值）50Hz,經(jīng)降壓整流后輸出電路所需電壓。光敏控制電路對(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)電路為聲音消失后延長(zhǎng)一段光照時(shí)間?？傮w方框圖如圖所示。圖聲光雙控小夜燈原理組成方框圖電路各模塊設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1.2.1電源電路電網(wǎng)提供交流電壓220V，流經(jīng)11:1的變壓器輸入電路。四個(gè)整流二極管接成的橋路，四只二極管兩兩交替導(dǎo)通，使交流電壓變成脈動(dòng)的直流電壓，稱為全波整流。交流電壓經(jīng)過(guò)橋路，可以使交流電壓變成脈動(dòng)的直流電壓。電容C2有濾波的效果。LM317可使輸出電壓非常穩(wěn)定。通過(guò)調(diào)節(jié)變阻器R16,使R15與R16的比值改變從而達(dá)到調(diào)節(jié)圖圖1.2.4混合控制電路圖電壓的目的。C4電容用于消除電路的紋波，C3電容則是為了抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾，并改善負(fù)載的瞬間響應(yīng)指示電源通電。LED是電源指示燈，當(dāng)電路接上電網(wǎng)時(shí)LED指示燈殼起,干擾，并改善負(fù)載的瞬間響應(yīng)指示電源通電。LED是電源指示燈，當(dāng)電路接上電網(wǎng)時(shí)LED指示燈殼起,圖1.2.1電源電路1.2.2聲控電路如圖1.2.2聲控電路為聲音信號(hào)采集電路，利用咪頭在聲音變化下電壓發(fā)生改變的特性。當(dāng)有聲音時(shí)將在。ut端輸出一個(gè)大于2V的高電平，當(dāng)沒(méi)有聲音時(shí)在out端產(chǎn)生一個(gè)小于的低電平；在總電路的綜合控制的基礎(chǔ)上，當(dāng)夜晚有人經(jīng)過(guò)時(shí)，有聲音路燈點(diǎn)亮，在寂靜無(wú)人的晚上路燈熄滅。圖1.2.2聲控電路1.2.3光控電路圖1.2.3光信號(hào)采集電路，利用光敏電阻在光照與無(wú)光照條件下的電阻變化大的特性，利用電阻串聯(lián)分壓式采取對(duì)應(yīng)電壓信息。當(dāng)有聲音時(shí)在out端將輸出一個(gè)大于2V的高電平，當(dāng)沒(méi)有聲音時(shí)在。ut端產(chǎn)生一個(gè)小于的低電平；在總電路的綜合控制基礎(chǔ)上，當(dāng)夜晚有人經(jīng)過(guò)時(shí)路燈點(diǎn)亮，在寂靜無(wú)人的晚上路燈熄滅。呼&發(fā)?光信號(hào)輸出圖1.2.3光控電路1.2.4混合控制模塊如圖1.2.4當(dāng)有聲音時(shí)在out端將輸出一個(gè)大于2V的高電平，當(dāng)沒(méi)有聲音時(shí)在out端產(chǎn)生一個(gè)小于的低電平；沒(méi)有光時(shí)在。ut端將輸出一個(gè)大于2V的高電平，當(dāng)有光時(shí)在out端產(chǎn)生一個(gè)小于的低電平；當(dāng)光控模塊和聲控模塊同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)大于2V的高電平時(shí)LM324兩端才產(chǎn)生高電平，其他情況下LM324兩端將產(chǎn)生一個(gè)低于1V的低電平。在總電路的綜合控制的基礎(chǔ)上，當(dāng)夜晚有人經(jīng)過(guò)時(shí)路燈點(diǎn)亮，在寂靜無(wú)人的晚上路燈熄滅。在延時(shí)照明控制電路作用下，一段時(shí)間過(guò)后人走燈熄。從而達(dá)到節(jié)約電能延長(zhǎng)使用壽命的目的。

1.2.5開(kāi)關(guān)延時(shí)電路如圖1.2.5本延時(shí)電路采用RC充放電電路作為延時(shí)部分，通過(guò)二極管等使充電放電電路分開(kāi)。這樣極短的聲音刺激就能實(shí)現(xiàn)電路的延時(shí)工作。信號(hào)由前一級(jí)邏輯電路部分經(jīng)R1輸入，經(jīng)過(guò)二極管D1向電容單向C1充電。所以充電后運(yùn)放LM324的3腳電位高于2腳，1腳就輸出正電位，經(jīng)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓為5V,此時(shí)三極管Q1開(kāi)啟，指示燈亮起，繼電開(kāi)關(guān)合上，電網(wǎng)接通，點(diǎn)亮燈泡X1。在聲音信號(hào)刺激結(jié)束后，電容向電阻R2R5放電，其中R5為100kQ電位器，使其放電時(shí)間為5s到25s可調(diào)。邏輯信號(hào)的人LJ^2.24AJ!^O2BZ2.24ID1V1220Vittib邏輯信號(hào)的人LJ^2.24AJ!^O2BZ2.24ID1V1220Vittib5QHz圖1.2.5開(kāi)關(guān)延時(shí)電路第二章混合控制模塊的設(shè)計(jì)混合控制模塊設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)之初，首先要明確所設(shè)計(jì)電路的功能為在前級(jí)模塊給出的各種信號(hào)和后一級(jí)所需要的信號(hào)。根據(jù)這一設(shè)計(jì)思路，在有聲音和無(wú)光時(shí)上一級(jí)的兩個(gè)模塊都將產(chǎn)生大于2V的信號(hào)，而實(shí)際也是要求在這種情況下控制燈亮，給下一級(jí)一個(gè)大于4V的高電平信號(hào)，才能控制燈亮，而在其他情況下都將產(chǎn)生低電平，約接近于0V。根據(jù)這些選擇74LS08與門(mén)芯片就能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。而下一級(jí)要求電壓大于至少為4V時(shí)才能控制燈亮，所以在74LS08的輸出端加一個(gè)兩級(jí)放大電路就能達(dá)到設(shè)計(jì)要求了。混合控制模塊原理聲光雙控?zé)舻幕旌峡刂颇K總體參考方案圖如圖所示。它包括聲音信號(hào)和光照度信號(hào)的74LS08邏輯控制模塊和LM324放大兩個(gè)模塊組成。從外界進(jìn)行信號(hào)混合篩選和驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，從而達(dá)到燈泡發(fā)亮的功能。圖聲光雙控?zé)艨刂葡到y(tǒng)混合控制模塊設(shè)計(jì)框圖設(shè)計(jì)方法與參數(shù)的確定通過(guò)設(shè)計(jì)原理可以設(shè)計(jì)如圖所示電路，根據(jù)聲控和光控提供的電壓我們選擇74LS08二輸入與門(mén)芯片，當(dāng)輸入的兩個(gè)信號(hào)都是高電平時(shí)芯片輸出端產(chǎn)生一個(gè)大于2V高電平給下一級(jí)，由于當(dāng)恰好為2V時(shí)下一級(jí)不能滿足其要求，故利用LM324設(shè)計(jì)一個(gè)2倍的放大器，電阻可以選擇兩個(gè)2K歐姆的電阻和一個(gè)1K歐姆的平衡電阻。vcc光信號(hào)輸入」__'、6U1Avcc光信號(hào)輸入」__'、6U1A—\2MLSD8N產(chǎn)1音信下輸出7VVCCqU2A號(hào)輯信號(hào)輸出11LM324AJR3-AAA—1kQ-0圖混合控制模塊設(shè)計(jì)電路電路仿真圖圖混合控制模塊仿真從圖混合控制模塊仿真，當(dāng)給74LS08的兩個(gè)輸入端輸入兩個(gè)方波信號(hào)，可以看出當(dāng)只有兩個(gè)輸入同時(shí)為高電平時(shí)輸出才是高電平，其他情況下輸出的都是零電平。第三章電路的焊接與調(diào)試電路的安裝與焊接電路安裝要注意幾個(gè)原則：.先裝矮后裝高、先裝小后裝大、先裝耐焊等；.一定要注意排版，不能東倒西歪，方向應(yīng)盡量一致；.布線盡量使電源線和地線靠近實(shí)驗(yàn)電路板的周邊，以起一定的屏蔽作用；.最好分模塊安裝。此外焊接時(shí)不能出現(xiàn)虛焊、假焊、漏焊，更不能出現(xiàn)過(guò)焊，因?yàn)橛行┢骷荒苣透邷?，比如焊接三極管時(shí)，電烙鐵絕對(duì)不能停留太久；同時(shí)過(guò)焊銅片將脫落，給焊接帶來(lái)不必要的麻煩、也將影響板子的視覺(jué)效果。混合控制模塊的調(diào)試本實(shí)驗(yàn)調(diào)試，可以首先給電路一個(gè)高電平信號(hào)和一個(gè)低電平信號(hào)，兩個(gè)低電平信號(hào)，用示波器檢測(cè)與門(mén)過(guò)后是否有信號(hào)。若沒(méi)有信號(hào)則說(shuō)明與門(mén)可能工作正常。再輸入兩個(gè)高電平信號(hào)，看輸出是否有信號(hào)，若有信號(hào)則說(shuō)明與門(mén)工作正常，否則就是芯片有問(wèn)題需更換芯片。第二部分的調(diào)試。若有信號(hào)經(jīng)過(guò)74LS08后，在用外用表檢測(cè)LM324輸出端的電壓，看其輸出大小。當(dāng)兩個(gè)都是高電平輸入時(shí)1兇324輸出端至少應(yīng)該有4V的輸出信號(hào)。實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，當(dāng)輸入兩個(gè)高電平信號(hào)時(shí)，74LS08輸出端有一個(gè)大于2V的信號(hào)，調(diào)試時(shí)電壓在2V到之間，達(dá)到了預(yù)期的效果。此時(shí)1兇324的輸入端電壓在到7V之間，基本上符合了設(shè)計(jì)要求。第四章系統(tǒng)調(diào)試在五個(gè)模塊分別調(diào)試成功的前提下，按照電路圖將五個(gè)模塊連接好，檢查是否正確連接，連接正確時(shí)則可以接上220V的交流電源。遮住光敏電阻看是否燈泡發(fā)光，加上聲音時(shí)看燈泡是否發(fā)光。即在有光時(shí)不管有聲音和沒(méi)聲音燈泡都不亮，在無(wú)光時(shí)有聲音時(shí)燈泡亮且延時(shí)20秒左右，沒(méi)聲音時(shí)燈泡不亮。如果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或根本不會(huì)出現(xiàn)所要的結(jié)果，可以用萬(wàn)用表和示波器逐個(gè)檢測(cè)信號(hào)，再檢查是否存在虛焊的問(wèn)題。調(diào)試過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)電路不是怎么靈敏，可以調(diào)節(jié)聲音檢測(cè)放大系統(tǒng)的電位器，改變二極管基極的電壓從而實(shí)現(xiàn)靈敏度的調(diào)節(jié)，如果延時(shí)時(shí)間達(dá)不到要求可以調(diào)節(jié)電位器改變充放電路的放電時(shí)間。在以上基礎(chǔ)上，還需要多次上電調(diào)試，觀察電路是否有其他狀況，是否有不穩(wěn)定的情況發(fā)生。如果電路不穩(wěn)定擇應(yīng)立即排查原因，特別的應(yīng)該注意虛焊的問(wèn)題。在繼電器部分是比較容易發(fā)生虛焊和短路的部分，應(yīng)特別注意；而且此部分要接上220V的交流電，因此應(yīng)更加注意，并做好保護(hù)，以免觸電。結(jié)論在為期兩個(gè)月的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，完成了“小夜燈的設(shè)計(jì)”。本系統(tǒng)可以控制路燈、樓梯、庫(kù)房等燈光的智能照明，即在有光是燈始終不亮；在無(wú)光時(shí)當(dāng)有聲音時(shí)燈亮并且會(huì)延時(shí)一定的時(shí)間，無(wú)聲音燈不亮。從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能節(jié)電的效果。由于此電路在光線較暗時(shí)是否接通取決于聲音的強(qiáng)弱，通過(guò)放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。本設(shè)計(jì)主要通過(guò)模塊化思想，逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需達(dá)到的功能要求。聲音檢測(cè)放大模塊是對(duì)外界聲音信號(hào)的感應(yīng)系統(tǒng)。光照度檢測(cè)模塊主要是感應(yīng)外界光照度。LC充放電路為延時(shí)部分，三極管起到開(kāi)關(guān)作用