聲光控路燈控制課程設(shè)計(jì)

摘要：介紹一種聲光控路燈控制器的組成、性能，適用范圍及工作原理，并給出了電路原理圖及元件參數(shù)選擇。關(guān)鍵詞：光電開關(guān)自動(dòng)控制延時(shí)電路節(jié)能太陽(yáng)能電池目錄引言………………5.1、總設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)思路……………………51.2總體方框圖……………………51.3聲光控路燈控制器的構(gòu)成……………………51.3.1光控電路…………………51.3.2聲控電路…………………61.3.3延時(shí)電路…………………61.3.4其他電路…………………62、設(shè)計(jì)原理的分析2.1工作原理………………………72.2電路結(jié)構(gòu)………………………72.2.1元件參數(shù)選擇……………72.3實(shí)驗(yàn)調(diào)試………………………7３、聲光控路燈總電路圖………………7４、設(shè)計(jì)總結(jié)…………………8５、參考文獻(xiàn)…………………8引言：聲光控路燈控制器可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)白天光線較暗和晚上遇到聲響時(shí)，路燈自動(dòng)點(diǎn)亮，從而實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮，人走燈滅，既方便又實(shí)用。不僅節(jié)約了電能，而且能延長(zhǎng)燈泡的使用壽命?？蓮V泛應(yīng)用于樓梯，走廊，衛(wèi)生間及生活小區(qū)等公共場(chǎng)所的照明控制。詞控制器經(jīng)濟(jì)實(shí)用，即使一般的腳步聲也能使燈泡發(fā)光照明。總體設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)思路整個(gè)電路由電源電路，聲控電路，光控電路及延時(shí)電路等部分組成。電源由太陽(yáng)能電池供電，光敏控電路對(duì)外界光亮程度進(jìn)行檢測(cè)，輸出與光電程度相對(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。必須時(shí)可加一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，以增強(qiáng)電路的實(shí)用性。總體方框圖如圖1所示?？傮w方框圖圖1路燈控制器原理組成方框圖1.3聲光控路燈控制器的構(gòu)成聲光控路燈主要是依據(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)使用燈的機(jī)率也不同，聲控可進(jìn)一步節(jié)約能源。1.3.1光控電路圖2為光控路燈電路，白天路燈熄滅，夜間路燈自動(dòng)點(diǎn)亮。圖中，電容C1、C2和二極管D1及穩(wěn)壓管DW組成簡(jiǎn)單的電容降壓整流電路，接通電源后獲得12V左右的直流電壓。三極管BG、光敏二極管D2和雙向可控硅等組成光電開關(guān)電路。在白天，光敏二極管D2因受光照呈低電阻，BG管基極電位下降，使BG截止，電阻R1上無(wú)電壓輸出，故雙向可控硅SCR處于關(guān)斷狀態(tài)，燈泡ZD不亮。當(dāng)夜幕降臨時(shí)，D2因無(wú)光照其暗阻增大，使BG基極電位升高而導(dǎo)通，R1上輸出的電壓觸發(fā)可控硅SCR導(dǎo)通，路燈得電點(diǎn)亮。調(diào)節(jié)電位器W，可調(diào)節(jié)BG基極電位高低，即調(diào)節(jié)了光控的靈敏度。在安裝時(shí)，光敏二極管D2應(yīng)加防雨的透明玻璃罩，且要放在能全天被日光照射的地方。D2也可用光敏電阻或光敏三極管。圖2光控路燈電路1.3.2聲控電路如圖3為聲控電路，光控的基礎(chǔ)上，在夜晚有人經(jīng)過時(shí)路燈點(diǎn)亮，在寂靜無(wú)人的晚上路燈熄滅。圖中，電路主要由R1，BW以及輔助的基本放大電路R2，R3，VT組成。白天，因?yàn)楣饪仉娐纷钄啵?，無(wú)論多大聲，燈都不會(huì)亮。到夜晚，光控電路導(dǎo)通，當(dāng)人走動(dòng)的腳步聲傳到傳聲器BW時(shí)，聲波轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)三極管VT放大，使腳2的電位由低到高，門2輸出高電平，通過二極管D1向C2迅速充電到閥值電壓，門4輸出高電平，VS導(dǎo)通，燈亮。若聲控靈敏度偏低，可增大R1阻值，或換高放大倍數(shù)的三極管。圖3聲控電路圖1.3.3延時(shí)電路延時(shí)電路主要由電容C2，電阻R5組成。當(dāng)夜晚人走動(dòng)時(shí)，燈路導(dǎo)通，門G2輸出高電平，通過二極管D1向C2迅速充電；人過聲息，門G2輸出電平變低，由C2電壓維持門G3輸入的高電平，門G4輸出狀態(tài)不變，燈不熄。這時(shí)右D1隔離C2經(jīng)R5緩慢放電，大約50S后，電壓降到關(guān)門電壓值時(shí)，門G3，門G4翻轉(zhuǎn)，VS截止，燈自動(dòng)熄滅。若要變動(dòng)延時(shí)的長(zhǎng)短，可改變C2的容量。人走燈熄的延時(shí)照明控制作用，從而達(dá)到節(jié)約電能延長(zhǎng)使用壽命的目的。圖4延時(shí)電路圖1.3.4其他電路（1）負(fù)載電路負(fù)載電路上接上一定功率的燈泡。（2）穩(wěn)壓電路R7，DW限流穩(wěn)壓，向CD4011等部分電路提供約10V直流電壓和100mV的工作電流。（3）數(shù)字電路門G1，門G2，門G3，門G4是4個(gè)與非門。門G1，門G2用于鑒別輸入動(dòng)態(tài)；門G3，門G4反向后，VS導(dǎo)通，接通燈路。二、設(shè)計(jì)原理的分析2.1工作原理電路中集成電路IC的門G1和門G2接成“與”輸入，用以鑒別輸入動(dòng)態(tài)。按邏輯功能只有當(dāng)門G1兩輸入端都呈高電平時(shí)，門G2的輸出端才為高電平，再經(jīng)過門G3，門G4兩極反相后，觸發(fā)晶閘管VS導(dǎo)通，接通燈路。白天因光敏電阻受光線照射，IC的1腳呈低電位，IC的輸出端為低電平，VS阻斷，燈路關(guān)閉。這時(shí)，無(wú)論外界聲音再高燈都不會(huì)亮；到夜晚,GR的電阻隨環(huán)境光線減弱而增大，腳1變?yōu)楦唠娖剑?dāng)人走動(dòng)的腳步聲傳到傳聲器RM時(shí)，聲波轉(zhuǎn)換成電信號(hào)經(jīng)三極管VT放大，使2腳電位由低變高，門G2輸出高電平，通過二極管D1向C2迅速充電到閥值電壓，門G4輸出高電平，V導(dǎo)通，燈亮，人走聲熄，門G2輸出電平變低，由C2電壓維持門G3輸入高電平，門G4狀態(tài)不變，燈不熄，這時(shí)由D1隔離C2經(jīng)過R5放電，約50S后電壓降到關(guān)門電壓值時(shí)，門G3，門G4翻轉(zhuǎn)，VS截止，燈自動(dòng)熄滅。2.2電路結(jié)構(gòu)本制作實(shí)驗(yàn)主要由駐極體傳聲器，光敏電阻R1，與非門電路CD4011，晶體二極管，穩(wěn)壓管，雙向晶閘管等元器件組成。2.2.1元件參數(shù)選擇二極管D1選用IN4007硅整流二極管；DW為10V.1/2W穩(wěn)壓管；VS選用雙向晶閘管，光敏電阻GR選用MG45型；話筒MIC選用小型駐極體話筒；熔絲應(yīng)根據(jù)被控制路燈總功率而定，一般額定電流應(yīng)小于或稍大于路燈總工作電流。電源電路由太陽(yáng)能電池組成，大約輸出10v左右的直流電壓供后級(jí)電路使用。2.3實(shí)驗(yàn)調(diào)試此電路原理簡(jiǎn)單，只要按照電路圖焊接，再采用12V直流電源進(jìn)行調(diào)試。等各項(xiàng)功能都正常后，可以試著用220V的市電經(jīng)整流電路進(jìn)行調(diào)試。但要注意在用220V的市電調(diào)試時(shí)，不要用手直接接觸電路板上的任何金屬部分。先用萬(wàn)用表測(cè)量VS兩端的電壓，接上電源后，電源指示燈點(diǎn)亮，CW2兩端電壓在12V左右，否則說明整流電路有問題，從新檢查電路。三、聲光控路燈總電路圖圖4聲光控路燈控制器原理圖四、設(shè)計(jì)總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程中碰到的剛開始不能正常顯示并且運(yùn)行的情況完全是粗心導(dǎo)致的，當(dāng)時(shí)如果認(rèn)真點(diǎn)的話就不會(huì)出現(xiàn)了，可能就是一下完成了。所以，通過實(shí)驗(yàn)意識(shí)到要從現(xiàn)在開始養(yǎng)成那種細(xì)心的好習(xí)慣。這對(duì)以后的課程設(shè)計(jì)甚至是畢業(yè)設(shè)計(jì)都非常有幫助。再者通過這次實(shí)習(xí)鍛煉了自己的動(dòng)手及查資料的能力，也體會(huì)到了成功帶來(lái)了的喜悅，可以說是獲益非淺。再次反過來(lái)思考這個(gè)電路圖，整個(gè)電路簡(jiǎn)單明了，可以根據(jù)此電路圖應(yīng)用到實(shí)際中去。通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)傳感器應(yīng)用系統(tǒng)有了進(jìn)一步的了解，對(duì)于相關(guān)器件也有了一定的認(rèn)識(shí)，如可控硅。鞏固和加深了我對(duì)檢控課程的理論學(xué)習(xí)，促進(jìn)和深化工程應(yīng)用，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)及分析問題的能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。通過實(shí)際電路方案的分析比較，設(shè)計(jì)計(jì)算，元件選擇，安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單傳感器電路的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。五、參考文獻(xiàn)[1]王俊峰，斐炳南，李傳光。電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作工藝。北京理工大學(xué)出版社，1995[2]清華大學(xué)電子學(xué)教研組編。童詩(shī)白。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三版，北京