畢業(yè)設(shè)計聲光控延時開關(guān)電路

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1、 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 聲光控延時開關(guān)電路 院 系： 電子信息與計算機(jī)科學(xué)系 專 業(yè)： 電子信息工程技術(shù) 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 系： 姓名 學(xué)號 畢業(yè)屆別 2011 專業(yè) 電子信息工程技術(shù) 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目 聲光控延時開關(guān)電路 指導(dǎo)教師 學(xué)歷 職稱 所

2、學(xué)專業(yè) 具體要求(主要內(nèi)容、基本要求、主要參考資料等)： 進(jìn)度安排： 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日 院（系）意見： 教學(xué)院長（主任）（簽字）： 年 月 日 備注： 摘要 我的設(shè)計主要介紹的是關(guān)于聲光控延時電路的設(shè)計。聲光控是通過光敏電阻來實現(xiàn)的，當(dāng)光敏電阻在背光的的時候燈就會慢慢的熄滅，即這時也是人走過了的時候。這樣就給路人提供了相應(yīng)的方便，同時，也達(dá)到了節(jié)電和節(jié)能的目的；延長燈的壽命。 在本設(shè)計中介紹了多種

3、聲光控路燈控制器的組成、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，不管過路者發(fā)出多大聲音，都不會是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發(fā)聲響，就會自動亮為行人照明，過數(shù)十秒后又自動熄滅，節(jié)能節(jié)電。 關(guān)鍵詞： 電路放大 光敏電阻 可控開關(guān) 延遲電路 話筒放大 目錄 摘要 1 第一章 設(shè)計背景 2 第一節(jié) 課題背景 2 第二節(jié) 課題研究的目的和意義 2 一、研究目的： 2 二、研究意義： 3 第三

4、節(jié) 國內(nèi)外概況 3 第二章 電路組成與工作原理 5 第一節(jié) 課題分析 5 第二節(jié) 設(shè)計方案 6 第三節(jié) 方案論證 8 第四節(jié) 電路的工作原理 9 第五節(jié) 部分?jǐn)?shù)值計算 11 一 單管放大電路參數(shù)的設(shè)置： 11 二、Au的計算： 11 第六節(jié) 實驗結(jié)果與結(jié)論 12 一、實驗結(jié)果： 12 二、實驗結(jié)論： 12 第三章 元器件清單選擇與元件清單 13 第一節(jié) 器件的選擇及檢測方法 13 一、可控硅的原理： 13 二、CD4011： 15 三、電解電容器的極性檢測： 16 四、二極管測試： 16 五、三極管測試： 17 六、光敏電阻： 17 第二節(jié) 元器件清單

5、18 第四章 總結(jié)與展望 19 參考文獻(xiàn) 21 附錄 22 附錄一 單向可控硅的外形 22 附錄二一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復(fù)合管 22 附錄三 簡易聲光控延時照明燈電路圖 23 附錄四 CD4011的引腳圖 23 第一章 設(shè)計背景 第一節(jié) 課題背景 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)實現(xiàn)燈的自動發(fā)亮、節(jié)能節(jié)電、延長燈的壽命變得越來越重要，而且貼近我們的實際生活。聲光控電路已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需要開關(guān)，當(dāng)有人經(jīng)過時會自動的亮；廣泛應(yīng)用于走廊、樓道招待所等公共場所，給人們的生活、帶來極大的方便。因此

6、，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關(guān)。它將聲音（如擊掌聲）和光轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)放大、整形，輸出一個開關(guān)信號去控制各種電器的工作，在自動控制工業(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。隨著現(xiàn)代科技的高速發(fā)展，照明燈的需求也在不斷地發(fā)展，人類有意識地采用各種方法改進(jìn)它。照明，不僅改變了人們”日出而作，日落而息“的生活方式，也豐富了我們的精神世界。是的，也許你不禁要問：”為什么一個小小的照明燈有如此神奇的功效?！拔蚁脒@要歸功它的結(jié)構(gòu)及發(fā)明原理??！這當(dāng)中到底包含了多少值得我們?nèi)ヌ剿?，發(fā)現(xiàn)的奧秘呢？帶著這個問題，我會從我

7、的設(shè)計中給你答案！ 第二節(jié) 課題研究的目的和意義 一、研究目的： 通過這次的課題研究我希望在理清它的發(fā)展脈絡(luò)上進(jìn)一步了解它的發(fā)明原理，將平時所學(xué)習(xí)的知識運(yùn)用到實驗探索上，這對提高我的動手能力、 創(chuàng)新意識及鍛煉思維活動無疑是一個莫大的幫助。同時我也希望這次的設(shè)計能讓同學(xué)們進(jìn)一步地了解照明燈，而不是僅局限于課本知識以內(nèi)。從小的突破點入手，掌握又一項科技知識，從而實現(xiàn)課堂外的又一次提高,為現(xiàn)代教育科學(xué)盡一份力量！ 二、研究意義： 用聲光控延時開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門或走出公

8、寓，樓道燈延時幾分鐘后會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光控延時開關(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)樓等公共場所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點，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，高能耗且會加劇溫室效應(yīng)的白熾燈越來越不受歡迎。繼公布“歐盟后年封殺白熾燈”的時間表后，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，勝券在握已無懸念，但樓道照明卻限制了熒光燈的使用，因為樓道照明是非持續(xù)性的，有人經(jīng)過才需要光亮，而不斷的開關(guān)通

9、斷會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。 第三節(jié) 國內(nèi)外概況 由于近年來我國的照明器材行業(yè)的迅速崛起，中國已經(jīng)成為電光源產(chǎn)品的主要輸出國之一。照明器材行業(yè)屬一般性競爭行業(yè)，是我國輕工業(yè)對外開放較早的行業(yè)之一。WTO后，國際上一些知名品牌大企業(yè)相繼進(jìn)入國內(nèi)產(chǎn)銷領(lǐng)域，使得國內(nèi)競爭國際化。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發(fā)，加快綠色、節(jié)能光源產(chǎn)品的開發(fā)推廣和應(yīng)用是我國目前照明器材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點。我國照明器材行業(yè)將面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而由此帶來的巨大商業(yè)利益也成為一些企業(yè)矚目的焦點。 隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)調(diào)整的步伐進(jìn)一

10、步加快，一般照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)大量向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，而中國又是一個比較適合的國家，一是中國具備生產(chǎn)這些產(chǎn)品的條件，二是勞動力成本比較低，從而使中國逐步成為照明電器產(chǎn)品出口大國。 展望未來的國內(nèi)市場，需求仍會呈逐年增長趨勢，以上強(qiáng)力因素都預(yù)示著我國照明市場仍有很大的潛力可挖?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面：機(jī)場、鐵路、港口、城市軌道交通等訊速發(fā)展，每一項工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市廣場、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)國內(nèi)外市場需求預(yù)測，我國照明電器行業(yè)的高速增長期還將繼續(xù)，對未來的預(yù)測如何更加科學(xué)化是我們面臨的問題。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

11、和檔次，這既是當(dāng)前擺在我們面前的課題，同時也是全行業(yè)共同努力的長期目標(biāo)。就國內(nèi)市場需求而言，人們生活水平逐步提高，對生存環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高，對照明電器產(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)基本與國際接軌，對不同場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，為各類照明場所提供相應(yīng)的產(chǎn)品。 第二章 電路組成與工作原理 第一節(jié) 課題分析 它主要由9部分組成：整流、穩(wěn)壓二極管；話筒；光敏電阻，可控硅開關(guān)等。能夠通過調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來改變燈亮的時間長短，如果時間過長就應(yīng)該減小電阻或電容的值，反之則增大。光敏電阻和話筒的高度也會使燈的時間受

12、到影響。聲光控節(jié)電開關(guān),在白天或光線較亮?xí)r,節(jié)電開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線較暗時，節(jié)電開關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)，當(dāng)有人經(jīng)過該開關(guān)附近時，腳步聲、說話聲、拍手聲等都能開啟節(jié)電開關(guān)。燈亮后經(jīng)過40秒左右的延時節(jié)電開關(guān)自動關(guān)閉，燈滅。該開關(guān)適用于樓道、走廊、洗涮間、廁所等公共場合，能節(jié)電并延長燈泡使用壽命。給人們的生活帶來了很多的方便，受到了廣泛的應(yīng)用。本電路是采用分離元件的聲控延時電路，其電路原理圖如下圖所示（電路圖見方案三），原理圖說明：220V的燈充電直接整流。在輸出端串聯(lián)25W燈泡，輸出端接可控硅（負(fù)載）供電電路穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路是給話筒放大，音頻放大等提供8.2V直流電，話筒放大，可以把

13、聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號并放大，然后，經(jīng)過音頻放大器使信號達(dá)到足夠大；檢波音頻信號的正半周，即把音頻信號轉(zhuǎn)換為直流信號。經(jīng)過延時電路以后送到控制電路，由控制電路去控制可控硅，若可控硅斷開，則整流電路負(fù)載斷開，若導(dǎo)通，則整流電路負(fù)載導(dǎo)通。光敏控制電路把光照變成電信號，從而去控制音頻信號往后邊輸送情況?？梢姡罕倦娐窡襞菀芸煽毓璧目刂?，可控硅受話筒取得的音頻信號和光敏電阻的控制，從而可以實現(xiàn)聲控和光控；燈亮的時間由延時電路的時間長度決定。 第二節(jié) 設(shè)計方案 從實驗的主要內(nèi)容與要求中可以看出該電路選用以下方案為最佳方案：電路圖如圖所示。在該電路中由于我在學(xué)校學(xué)習(xí)過數(shù)字電路技術(shù)和模擬電路技術(shù)，而且這個

14、方法比較簡單，又實用，可以充分的體現(xiàn)我在校期間對所學(xué)知識的掌握的程度，所以我選擇了該方案。 第三節(jié) 方案論證 整流電路采用橋式整流電路，二極管穩(wěn)壓電路加上濾波電容?？煽毓栝_關(guān)起開關(guān)作用，非常重要，由這個開關(guān)去控制整流電路的工作與否，從而控制燈的亮和熄。穩(wěn)壓電路需8.2V穩(wěn)定電壓，并要求不高所以我們采用它話筒放大為實現(xiàn)聲控功能，要設(shè)制話筒放大電路，主要是由話筒拾音電路（就是把聲音信號變?yōu)殡娦盘栯娐?，由于聲音微小，所以加放大電路）和放大電路組成。光敏控制電路實現(xiàn)光控的功能，可以有光敏電阻來實現(xiàn)。音頻放大電路因話筒輸出的音頻信號小，不能滿足檢波的需要，設(shè)制二

15、極管音頻放大電路，倍數(shù)幾千上萬倍。檢波電路音頻信號是交流信號，不用交流信號控制可控硅，需轉(zhuǎn)換為直流信號，才能控制可控硅，因是小信號，要反映信號的蜂值電路線變化。延遲電路在燈點亮?xí)r需要有延遲，檢波輸出直流電壓通過延遲電路是電壓消失，保持一段時間，所保持時間的長短由延遲電路的參數(shù)決定，實際上延遲電路由RC電路組成，時間常數(shù)τ=RC，這是可控制電壓?？刂齐娐肥强刂瓶煽毓钖艠O的開關(guān)電路，它的輸入由延時端的延時電路送來的電壓控制，輸出控制可控硅的導(dǎo)通情況。 論證方案：聲源產(chǎn)生的聲音信號，經(jīng)聲電轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成微弱的電信號，該信號經(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轉(zhuǎn)換成一次狀態(tài)改變的控制信號，該信號經(jīng)延時處理電路達(dá)到設(shè)計要求時間與設(shè)計要求功能，經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接控制負(fù)載動作。