畢業(yè)設(shè)計(jì)聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)電路

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1、 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)） 聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)電路 院 系： 電子信息與計(jì)算機(jī)科學(xué)系 專 業(yè)： 電子信息工程技術(shù) 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 系： 姓名 學(xué)號(hào) 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(jì)）題目 聲光控延時(shí)開(kāi)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(jiàn)： 教學(xué)院長(zhǎng)（主任）（簽字）： 年 月 日 備注： 摘要 我的設(shè)計(jì)主要介紹的是關(guān)于聲光控延時(shí)電路的設(shè)計(jì)。聲光控是通過(guò)光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)光敏電阻在背光的的時(shí)候燈就會(huì)慢慢的熄滅，即這時(shí)也是人走過(guò)了的時(shí)候。這樣就給路人提供了相應(yīng)的方便，同時(shí)，也達(dá)到了節(jié)電和節(jié)能的目的；延長(zhǎng)燈的壽命。 在本設(shè)計(jì)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(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)數(shù)十秒后又自動(dòng)熄滅，節(jié)能節(jié)電。 關(guān)鍵詞： 電路放大 光敏電阻 可控開(kāi)關(guān) 延遲電路 話筒放大 目錄 摘要 1 第一章 設(shè)計(jì)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(guó)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(jì)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(jì)算 11 一 單管放大電路參數(shù)的設(shè)置： 11 二、Au的計(jì)算： 11 第六節(jié) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與結(jié)論 12 一、實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 12 二、實(shí)驗(yàn)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(cè)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(cè)： 16 四、二極管測(cè)試： 16 五、三極管測(cè)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(gè)PNP型三極管和一個(gè)NPN型三極管的復(fù)合管 22 附錄三 簡(jiǎn)易聲光控延時(shí)照明燈電路圖 23 附錄四 CD4011的引腳圖 23 第一章 設(shè)計(jì)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(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

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(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。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(shí)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(wèn)：”為什么一個(gè)小小的照明燈有如此神奇的功效?！拔蚁脒@要?dú)w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(gè)問(wèn)題，我會(huì)從我

7、的設(shè)計(jì)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(guò)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(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)我也希望這次的設(shè)計(jì)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(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！ 二、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

8、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

9、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。 第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外概況 由于近年來(lái)我國(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

10、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，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)，以上強(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

11、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)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，為各類照明場(chǎng)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(kāi)關(guān)等。能夠通過(guò)調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來(lái)改變燈亮的時(shí)間長(zhǎng)短，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)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(huì)使燈的時(shí)間受

12、到影響。聲光控節(jié)電開(kāi)關(guān),在白天或光線較亮?xí)r,節(jié)電開(kāi)關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線較暗時(shí)，節(jié)電開(kāi)關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)附近時(shí)，腳步聲、說(shuō)話聲、拍手聲等都能開(kāi)啟節(jié)電開(kāi)關(guān)。燈亮后經(jīng)過(guò)40秒左右的延時(shí)節(jié)電開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉，燈滅。該開(kāi)關(guān)適用于樓道、走廊、洗涮間、廁所等公共場(chǎng)合，能節(jié)電并延長(zhǎng)燈泡使用壽命。給人們的生活帶來(lái)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(shí)電路，其電路原理圖如下圖所示（電路圖見(jiàn)方案三），原理圖說(shuō)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并放大，然后，經(jīng)過(guò)音頻放大器使信號(hào)達(dá)到足夠大；檢波音頻信號(hào)的正半周，即把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)。經(jīng)過(guò)延時(shí)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(kāi)，則整流電路負(fù)載斷開(kāi)，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(hào)，從而去控制音頻信號(hào)往后邊輸送情況?？梢?jiàn)：本電路燈泡要受可控硅的控制，可控硅受話筒取得的音頻信號(hào)和光敏電阻的控制，從而可以實(shí)現(xiàn)聲控和光控；燈亮的時(shí)間由延時(shí)電路的時(shí)間長(zhǎng)度決定。 第二節(jié) 設(shè)計(jì)方案 從實(shí)驗(yàn)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(guò)數(shù)字電路技術(shù)和模擬電路技術(shù)，而且這個(gè)

14、方法比較簡(jiǎn)單，又實(shí)用，可以充分的體現(xiàn)我在校期間對(duì)所學(xué)知識(shí)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。可控硅開(kāi)關(guān)起開(kāi)關(guān)作用，非常重要，由這個(gè)開(kāi)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(shí)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(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)電路，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(shí)現(xiàn)光控的功能，可以有光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。音頻放大電路因話筒輸出的音頻信號(hào)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(wàn)倍。檢波電路音頻信號(hào)是交流信號(hào)，不用交流信號(hào)控制可控硅，需轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，才能控制可控硅，因是小信號(hào)，要反映信號(hào)的蜂值電路線變化。延遲電路在燈點(diǎn)亮?xí)r需要有延遲，檢波輸出直流電壓通過(guò)延遲電路是電壓消失，保持一段時(shí)間，所保持時(shí)間的長(zhǎng)短由延遲電路的參數(shù)決定，實(shí)際上延遲電路由RC電路組成，時(shí)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(kāi)關(guān)電路，它的輸入由延時(shí)端的延時(shí)電路送來(lái)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(hào)，經(jīng)聲電轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成微弱的電信號(hào)，該信號(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。