声控灯开关
摘要:用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。
电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计。直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V 电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电，供后续电路工作。控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。延时电路由C3、R7组成,通过C3的充放电来维持灯泡的点亮状态,延时的时间由C3的容量及R7的阻值来决定。
关键词:声控灯;延时;驻极体话筒;光敏电阻;四与非门CD4011
目录
1.绪论 (1)
2方案设计与论证 (2)
2.1 题目要求分析 (2)
2.2 方案论证与选择 (2)
2.2.1 方案论证 (2)
2.2.2 方案选择 (3)
3电路设计及理论分析 (4)
3.1原理框图 (4)
3.2单元电路设计与分析 (5)
3.2.1直流电路 (5)
3.2.2控制电路 (5)
3.2.3延时电路 (5)
3.3 整个电路的工作原理分析 (6)
3.4 原器件清单 (8)
4 测试与性能分析 (9)
4.1 电路仿真原理图 (9)
4.2 仿真白天电路工作情况 (10)
4.3 仿真夜晚电路工作情况 (12)
5总结 (14)
6.致谢 (15)
参考文献
第1章绪论
光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明等一般都是由人工操作的,如果采用光控电路,根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯,做到无人自动控制,可以减轻工人的劳动强度,有效的节约能源。但光控电路有其缺陷,就是夜晚无光线的时候,照明灯将一直工作着,这样会造成资源的浪费,也会缩短照明灯的寿命。
这时若在光控电路的基础上添加一个声控电路,使得照明电路在无光线的时候,只受声音的控制,当有脚步声或其它较强声响的时候,照明电路自动工作。当声音消失的时候,照明灯自动熄灭,这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路,使照明灯点亮后,延时一定时间后自动熄灭。
声控灯的制作目的是通过声控灯的制作，提高学习电路知识的兴趣，掌握元器件的测试方法，掌握自己制作印制电路板的方法，锻炼实际动手操作能力。
声控灯顾名思义，声控灯即是用声旨束控制电灯亮灭或亮度强弱的一种灯具，控制某一用电负载的方法多种多样，用光的强弱控制的称光控，用温度高低控制的你温控，用磁场强弱控制的称磁控，还有依靠压力、湿度的等等。
使用这种照明电路,人们就不必在黑暗中摸索开关,也不必再担心点长明灯费电和损坏灯泡了。夜间只要有脚步声或其它较强的声响时,灯便自动点亮,延时一定时间后自动熄灭。特别适用自动控制路灯照明以及走廊和楼道等处的短时照明。
第2章方案设计与论证
2.1 题目要求分析
题目要求在白天照度较高时,光线充足时开关不启动,灯熄灭.在夜晚楼道内光线较差时,若楼道内充分安静,灯泡不启动,若在光线较差道内有人发出声响,就启动该装置使灯泡点亮.
要设置该电路,必须要使用光敏电阻,通过电阻对温度的感应,显示不同的阻值,来控制光线对开关的影响.这里选择驻极体接受声音信号,经过三极管放大,显示电平,达到声控的要求.延时电路则需要通过电容的充放电完成.然后通过组合电路完成设计要求.
2.2 方案论证与选择
1、方案论证
方案1主要包含四部分电路，分别为：电源电路、光控电路、声控延时电路、晶闸管开关电路。
电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电路设计方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出12V直流电压供给控制电路。
光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打开。本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制555定时器的触发输入端2脚，并且将555定时器的2脚和6脚连接在一起，通过一电容接地，555定时器的输出去控制声控电路中的555定时器的复位端。
声控延时电路该电路主要在光线较弱时起作用。这主要是通过光控电路的
输出来控制的。在白天，该电路在光控电路的控制作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应；在晚上，光控电路将该电路的功能打开，使得该电路能根据外界声音信号作出相应的响应。经放大处理后的声音信号控制处于单稳工作模式的555定时器来实现声控及延时功能。
晶闸管开关电路该电路受声控电路555定时器输出端的控制。当其输出低电平时，晶闸管截止，由于照明灯与晶闸管串联，所以灯熄灭；当其输出高电平时，晶闸管导通，照明灯点亮。
方案2 电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计。
直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电，供后续电路工作。
控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。由CD4011的选定的输出端控制晶闸管的关闭，从而控制整个灯的关灭。光敏电阻在白天时，电阻值小， CD40011输出永远为低电平，晶闸管为低电压，不导通，灯不亮。光敏电阻在夜晚时阻值大，光敏电阻与声音信号的有无一起控制CD4011的输出。夜晚当有声音时，声音信号经过放大，与光敏电阻控制的CD40011输出为高电平，晶闸管导通，灯亮。无声音信号时，不亮。延时电路有电容C和电阻R的冲放电里控制。
2、方案选择
由于方案一电路设计过于复杂，需要两个555计时器，并且需要变压器实现低电压来执行各个电路，所需要的元器件多，不易实现，可行性较差。而方案二设计简单，易实现，所用元器件少，可行性好。故选择二号方案。
第三章电路设计及理论分析1.原理框图
声控灯原理框图
声控电路原理图
2.单元电路设计及分析
电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成
直流供电电路
2.1 直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电，供后续电路工作。由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220V50Hz 交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压电路由R3 和R1、C3 分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压VCC；另一路接到晶闸管BTl69 的阳极。
2.2 控制电路
控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻Rw、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。
白天，由于光敏电阻R5阻值低，其两端电压低，CD4011的一脚为低电平，3脚即变成高电平，导致11脚为低电平，即单向可控硅控制极G为低电平，单向可控硅截止，灯泡不亮。
夜晚，由于光敏电阻没有受到阳光照射，其阻值很高，两端电压较高，即1脚变成高电平，此时3脚的状态受2脚控制，若2脚为高电平，则3脚为低电平，若2脚为低电平，则3脚位高电平。
当驻极体接收到声音信号后，经C1的滤波作用，被三极管放大，当被放大的信号达到峰值时，此时2脚即便为高电平，3脚变为低电平，11脚高电平，单向可控硅控制极变成高电平，单向可控硅导通，灯泡点亮。
当驻极体没有接收到声音信号时，2脚为低电平，灯泡不亮，工作原理类同白天情况。
2. 3 延时电路
由C2、R7组成，通过C2的充放电来维持灯泡的点亮状态，延时的时间由C2的容量及R7的阻值来决定。
3.整个电路的工作原理分析
电路的工作原理详细框图
声光控延时开关的电路原理图见图2所示。电路中的主要元器件是使用了数字集
成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门VD1~CD4，使电路结构简单，工作可靠性高。顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启"，若干分钟后延时开关“自动关闭"。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图5电路的工作原理详细框图来分析图2。
声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到9014的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VD1)的2脚，R3、R6是9014的偏置电阻，C3是电源滤波电容。为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻Rw等元件组成光控电路，白天光敏电阻两端的电压低，不管有没有声音信号传来，CD4011的3号端口始终为低电平，整个CD4011输出端11号端口为低电平，晶体闸始终处于断开状态，，如果无光时，RW>2MΩ，此时HDl4011 的1 脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2 脚的状态，而2 脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2 脚为低电平，因此A 为高电平，B 为低电平，C 为高电平，D 为低电平，此时晶闸管截止，灯泡为暗。当有声音产生时，在麦克两端产生一个交流信号，经过电容而将2 脚置成高电平，此时A 为低电平，B 为高电平，C 为低电平，D 为高电平，从而将晶闸管触发导通，灯泡点亮，同时由于B 点为高电平，可对电容C2 充电，这样，当声音消失之后，由于C2 和R7的存在，使C 点维持在低电平直到C2 放电结束，在此过程中，灯泡将会一直保持在亮的状态直至此过程结束。
二极管D1～D4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R3降压，C2滤波后即为电路的直流电源，为BM、9014、IC CD4011等供电。
4. 原器件清单
第四章测试与性能分析
1 、电路仿真原理图
在绘制仿真电路原理图是，图2中有些元器件在MULTISIM10.0中找不到，替换如下：
1．“220V_50HZ电压源”
2．“40W灯泡”用“6W”替换.
3．“驻级体B M”用“SOURCES”库元件中的“AC_VOLTAGE”(交流电压源)替换。参数设置幅度2V，频率60HZ。
4．“9014三极管”用“TRANSISTORS”库元件中的“2N3707”替换
5．“光敏电阻R5”可用“BASIC”库元件总的“RESISTOR”(电阻)替换。仿真白天的时候用100Ω替换：仿真夜晚时，用100MΩ的电阻替换。
6．“可控硅SCR”用“DIODES”库中的“BT169”替换。
其他元器件在MULTISIM7.0中都能找到同型号规格的。电路仿真原理图如图所示
声控灯电路仿真原理图
2、仿真白天电路工作情况
图6中R6用100Ω电阻（模拟白天）替换。按下仿真开关，来回按A键（相当于驻级接受到声音信号），灯泡不发光。仿真结果符合电路原理。在仿真的时候，可以用“INDICATORS”库文件中的“VOLEMETER_H”（直流电压表）测试各关键点的电位，验证理论.
各个通道的接的位置如仿真图图所示
A通道此时为2点几伏,表示此时的VCC 电压,B通道为三极管放大电压,当有声音信号时,就产生脉冲信号,C通道为经过D1后的电压,此时表示低电平,D通道也是
低电平
A通道此时为2点几伏,表示此时的VCC 电压,B通道为三极管放大电压,当有声音信号时,就产生脉冲信号,C通道为经过D1后的电压,此时表示低电平,D通道也是低电平
电阻为100欧姆灯泡此时不亮
3、仿真夜晚电路工作情况
图6中的R6用10MΩ电阻（模拟夜晚）替换。按下仿真开关，按A键闭合J1（相当于驻级接受到声音信号），然后马上断开J1。通过仿真结果可以观察到灯亮，且能延时5秒左右。如果J1不断快速（在5秒内）断开闭合，灯会持续亮，直到最后一次断开5秒后，灯熄灭。
若在R8两端加一直流电压表，仿真的时，JI闭合时，可以观察到R8两端的电压为5V，J1断开后，从5V慢慢下降，当J1有闭合后R8两端的电压立马变为5V，实现延时内有声响重新计时，灯不灭）。J1最后一次断开后，V5慢慢下降，5秒左右后，灯泡熄灭。
A通道信号表示断开开关后电压衰减灯泡灭了 B通道表示有声音时产生脉冲 C表示由低变到高电平,D表示此时的电压高电平能通过晶闸管
此时灯泡亮了光控电阻为10M
第5章总结
两周的课程设计终于结束了,这次课程设计感觉学到了很多东西。对于学电的我们,但是对于具体的电路设计还一点概念没有。但是通过这两周的设计,我发现了电子设计是这么的有趣。
这次我所做的设计是声控开关电路,以前在楼道里见过这种灯,有声音就亮,人走就灭。以前只是单纯的觉得有趣,但是经过这次课程设计以后,我发现原来利用我们所学的模电数电的相关知识,就可以做出这种电路来。
这次的课程设计过程中也比较累,不断地仿真,然后出现了结果,当经过相当长时间的改进之后,结果出来的那瞬间是多么的兴奋。这次的结果总体上做出来了,但还是有瑕疵,我会在以后的学习中,不断地学习,然后改进。
以后的学习中,我会不断的学习基础知识,为将来能够运用到实践中做好准备,打好基础.这次课程设计让我学会了许多东西.软件的使用,基础知识的回顾,以及明白了做学问要求一丝不苟的态度,课程设计结束了,但我想以后的学习中,我会不断地把书本上基础原理知识同实际相结合,通过实践检验所学的东西。
第6章致谢
这两周的课程设计结束了,过程有点劳累但结果是满意的。这次课程设计能够完成离不开老师平时模电课程的讲解以及设计过程中的悉心指导.老师严谨的求学精神,细心的态度给我留下了深刻的印象。
再设计过程中我与同组同学一起相互交流讨论,以及仿真软件的使用,他们也给了我莫大的帮助。
在有关电路知识的参考文献方面,学校的图书资源,以及互联网的知识都起了很大的作用.
参考文献
[1]https://www.doczj.com/doc/5217016220.html,/jxgl/ShowArticle.asp?ArticleID=2046
[2]杨欣莱?诺克斯王玉凤刘湘黔. 电子技术从零开始. 第二版.北京. 清华大学出版社. 2010-10
[2] 阎石.数字电子技术基础.第五版.北京. 高等教育出版社.2006-5
[4] 童诗白华成英.模拟电子技术基础.第四版.北京.高等教育出版社2006-5［5］刘修文使用电子电路设计制作300 例北京中国电力出版社2005 ［6］袁钢常敏仿真软件教程北京清华大学出版社2006.11
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：声控开关的设计与制作 院系：电气工程及其自动化 班级：1406111 设计者：元胜 学号：1140610319 指导教师：吕超 设计时间：2016年12月5-18日 工业大学
工业大学课程设计任务书
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
声控灯的设计与制作 1设计任务及原理 设计任务基本要求：设计一个声控开关，控制对象为发光二极管，接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二级管，灯亮时间可调。控制延时时间用数字显示。 扩展要求：发光二极管点亮时间延时显示。 1.1设计原理 声控灯是将声音信号转换为电信号、电信号再转换为光信号的装置。 输入部分可由一个驻极体话筒实现。话筒的高分子极化膜生产时就注入了一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜随着声音震动，电容是随声波变化。于是电容两极间的电压就会成反比的变化。将电容两端的电压取出来，就可以得到和声音对应的电压了。但是这个电压信号非常小，不能驱动LED灯。对这个电压信号进行放大、整形，才能得到足够大的电压。 声控灯的延时可以由一个单稳态触发电路实现。单稳态电路的暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用前面经放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的电压输出。这个输出来驱动发光二极管，就达到了声控、发光的目的。 计数器部分首先需要一个时钟源。时钟源脉冲可由多谐振荡器获得。将单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果再经译码输送给共阳极数码管，显示出来。 2设计过程 2.1声控灯电路原理： 当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时，声音信号转换为电压信号，经三极管放大、施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管发光。同时，该脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码管显示延时时间。电路的流程图如图 1所示：
第一章绪论 随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的生活。声光控楼道灯已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便。它不需要开关，在白天时不亮，晚上闻声自亮，行人走后几十秒后自动关闭，既方便，又省电。广泛的应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活带来极大的方便。因此得到了广泛的应用。 声光控楼道灯是一种智能灯具，既满足夜晚楼道照明的需要，又能最大限度地节约电能。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，使得LED声光控灯低能耗、长寿命。可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。 采用高亮的白色LED发光管，其优点是：⑴、白天自动熄灭.天黑后灯就处于等待状态,一有响动,灯就亮，延时约1~2分钟,灯自动熄灭。⑵、耗电很小。以50支5mm的LED灯测试，耗电约3W，不到40W白炽灯的十分之一.而亮度是很接近的.⑶、寿命极长。以LED灯每天点亮12小时算，可使用20年。⑷、以相同7层楼的不同单元做对比测试得出数据：采用40W白炽灯声光控开关的每月电费是5元，一层楼约0.71元；而采用LED灯的每
声控灯1 这里有个电路，通过调节电位器的大小，可以调节时间。可以参考哦 声控灯2 时间、亮度可调 声控灯3 一、电路工作原理
下图是声控电路的电原理图。当你对着声控电路的小话筒拍手或喊叫时，电路中的继电器会开始工作，工作几秒钟继电器会自动停止。 电路中的小话筒可以把声音信号转变为电信号，通过三极管VT1的放大去触发后面的控制电路。 三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成单稳态电路。电阻器R4为三极管VT2提供了基极电流；而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R5上得到的。三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的；而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C3来完成的。 单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时，选择合理的R4阻值，使三极管VT2稳定在饱和状态；此时它的集电极电压约为0.3V以下。这样使三极管VT3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。 当信号中的一个负脉冲通过C2到达三极管VT2的基极时，三极管VT2开始趋向截止，它的集电极电流减小，集电极电压升高；经过直接耦合，使三极管VT3的基极电压升高，三极管VT3开始导通，它的集电极电压下降；经电容C3的耦合又使三极管VT2的基极电压进一步下降（虽然这时负脉冲已经不再存在），形成一个正反馈，很快达到一个新的状态。此时三极管VT2截止，三极管VT3饱和导通。这就是单稳态电路的暂稳态现象。 单稳态电路的暂稳态是不能持久的。在暂稳态期间，电容器C3通过电阻器R4进行放电，随着放电的进行三极管VT2的基极电压逐渐升高，当它达到0.5V以上时，三极管VT2开始导通，正反馈现象再次发生，整个电路很快又回到VT2饱和导通，VT3截止的稳定状态。电容器C3通过电阻器R4的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。根据计算，这个时间t—0.7×R4×C3。在本电路中电阻R4为270kΩ，电容C3为47μF，所以t=0.7×270×103×47×10-6～9秒。根据这个公式可以改变电阻器R4或电容器C3的参数，来延长或缩短电路的延迟时间。 电路复原后，电容器C3通过继电器和三极管VT2的发射结进行充电。充电完成后电路才可以接收下一次的触发。 如果声控电路直接控制两只白色发光二极管，也可以不用继电器。此时电源电压应为4.5V，
光声控延时照明灯的设计 一、设计目的 本次课程设计主要是配合《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。 用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。 二、方案论证和选择 1、方案论证 1.1 方案1主要包含四部分电路，分别为：电源电路、光控电路、声控延时电路、晶闸管开关电路，下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。 电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电路设计方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出12V直流电压供给控制电路。 光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打开。本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制555定时器的触发输入端2脚，并且将555定时器的2脚
和6脚连接在一起，通过一电容接地，555定时器的输出去控制声控电路中的555定时器的复位端。 声控延时电路该电路主要在光线较弱时起作用。这主要是通过光控电路的输出来控制的。在白天，该电路在光控电路的控制作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应；在晚上，光控电路将该电路的功能打开，使得该电路能根据外界声音信号作出相应的响应。经放大处理后的声音信号控制处于单稳工作模式的555定时器来实现声控及延时功能。 晶闸管开关电路该电路受声控电路555定时器输出端的控制。当其输出低电平时，晶闸管截止，由于照明灯与晶闸管串联，所以灯熄灭；当其输出高电平时，晶闸管导通，照明灯点亮。 1.2 方案2 电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计。 直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电，供后续电路工作。 控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。由CD4011的选定的输出端控制晶闸管的关闭，从而控制整个灯的关灭。光敏电阻在白天时，电阻值小， CD40011输出永远为低电平，晶闸管为低电压，不导通，灯不亮。光敏电阻在夜晚时阻值大，光敏电阻与声音信号的有无一起控制CD4011的输出。夜晚当有声音时，声音信号经过放大，与光敏电阻控制的CD40011输出为高电平，晶闸管导通，灯亮。无声音信号时，不亮。 延时电路有电容C和电阻R的冲放电里控制。 2、方案选择 由于方案一电路设计过于复杂，需要两个555计时器，并且需要变压器实现低电压来执行各个电路，所需要的元器件多，不易实现，可行性较差。而方案二设计简单，易实现，所用元器件少，可行性好。故选择二号方案。
课程设计说明书（论文） 课程名称：数字电子技术基础 设计题目：声控灯的设计与制作 院系：电气学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
课程设计任务书
一、设计任务及原理 1.设计任务 设计一个声控开关，控制对象为发光二极管。 基本要求： 1、接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流5～10mA），延时时间在1～15s之间可调。 2、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管），时间单位可调，显示范围为1～15s。 2.设计原理 声控灯的功能是将声音信号转换为电信号、再将电信号转换为光信号的一个装置。 声控灯装置的输入部分由是一个话筒。话筒的高分子极化膜中拥有一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜在声音的作用下震动，因此电容的大小不断地变化。电容两极间的电压随着电容的增大而减小。和声音对应的电压便可以由电容两端的电压推算出来，起到一个传感器的作用。然而由于这个电压的大小极小不能够使LED灯发光，因此需要用多级放大电路对这个电压信号进行放大，对其进行整形，处理，最终得到一个理想的大小适中的电压信号来驱动二极管发光。 单稳态触发电路可以满足声控灯延时的实现。其暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用经过多级放大电路放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的输出电压。进而达到了驱动二极管发光的目的。 对于计数器部分，首先需要一个时钟源。多谐振荡器产生时钟源脉冲。满足了单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果经译码器的译码输送给数码管，数码管便可以将数字显现出来，达到了本次课程设计的目的。 二、设计过程 1.声控灯电路原理： 接受到声音信号进入到驻极体话筒时，话筒将声音信号转换为电压信号，经三极管放大电路对该电压信号进行放大以及接下来的施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，便可以产生一个可调宽度的脉冲信号，该脉冲信号足够大便能够驱动发光二极管使其发光。该脉冲信号还作为选通信号，达到使计数器计数的目的，接下来将信号送到数码管，最终驱动数码管显示数字，此即为声控灯电路工作的原理，下面为其中的电路原理的设计简图。 2.电路设计 2.1放大电路设计：
1、声控灯走廊开关的主要功能 1、走廊声控灯白天呈关闭状态。 2、夜晚听到声响时自动点亮。 3、具有节能优点。 2、系统框图 本声控灯的设计方案为：当为白天时，光开关为开启状态，无论声开关是否关闭，声控灯都处于关闭状态。当为夜晚时，光开关处于闭合状态，但声控灯依然处于开启状态，当外界有声音发出时，声开关处于关闭状态，声控灯自动点亮。系统框图如下： 系统框图 3、单元电路的设计及元器件的选择 三极管VT选用9014，?>=150。F1~F6选用CD4069或国产CC4069型六反相器集成电路。CD4069六反相器内部结构及脚管排列如图所示： CD4069六反相器内部结构 单向晶闸管VS为MCR100-6或MCR100-8或1A/400V的单向晶闸管。光电二极管VD1为2CU312.电阻均为1/8W金属膜电阻。C1、C2为CD11型电解电容器。
发光二极管是一种能把光照强弱变化转换成电信号的半导体器件。下图为2CU型发光二极管的外形、符号及接脚法。 2CU型光电二极管外形及电路符号 声控走廊灯开关的接线方法如下 声控走廊灯开关的接线方法 4、总电路原理图 电路原理如图所示：
声控走廊节能灯电路 二极管VD4~VD7组成桥式整流电路。电阻R10、电容C4组成降压、滤波电路。 单向晶闸管VS是照明灯HL的无触点开关。VS导通，HL点亮；VS关断，HL熄灭。 白天，由于光电二极管CD1受到环境光线的照射阻值很小，反相器F3的13脚呈低电位，12脚呈高电位，经反相器F4的10脚呈低电位，二极管VD3呈截止状态。反相器F5的6脚呈高电位，反相器F6的8脚呈低电位，三极管VT处于截止状态。由于单向晶闸管VS无触发电压而关断。照明灯HL不亮。 天黑时，光电二极管的阻值增大，虽然F3的13脚的电位有所上升，但仍达不到开启F3的阈值电压，故处于预备工作状态。此时，F6的8脚呈低电位，照明灯HL依然不亮。 当外界有声音发出时，其声波被压电陶瓷片BC转换为电信号，经两级反相器F1和F2变换，4脚输出的信号经电容C1耦合，由限流电阻R3加给F3的13脚。F3的13脚达到阈值开启电压，F3反相器工作，12脚呈低电位，F4的10脚呈高电位，二极管VD3获得正向电压而导通，并给电容C3充电（由于这种延时，可有效地减缓冲击电流，从而大大的延长灯泡使用寿命）。F5的5脚电位升高，则6脚电位降低，经F6反相，8脚呈高电位，单向晶闸管VS获得高电位而触发导通，HL点亮。同时三极管VT导通。 无声时，F3的13脚又回到原等待电位，则二极管VD3截止。此时充足电荷的电容C3开始向电阻R8放电。由于放电过程中F6的8脚仍维持高电位，HL仍旧保持照明状态。随着时间的推移，电容C3的端电压放电到一定低电位时，促使F5反相，6脚电位变高，则F6的8脚电位变低，VS关断，等HL熄灭。 电路中三极管VT只要是为节能而设置的。当F6的8脚呈高电位时，三极管VT导通，
目录 第1章设计目的 (1) 第2章设计要求 (1) 第3章硬件电路设计 (1) 3.1电路设计结构框图 (1) 3.2整流电路部分 (2) 3.3声控电路部分 (3) 3.4光控电路部分 (3) 3.5延时电路部分 (4) 3.6总电路图 (5) 3.7仿真图 (5) 第4章元件选择及计算 (6) 第5章设计总结 (6) 参考文献 (8)
第1章设计目的 设计一种照明自动控制电路。要求照明灯在白天（光照度足够）不亮，晚上（或照度不足）拍手或有种脚步声即亮，延时30秒自动熄灭。 第2章设计要求 将220v交流整流稳压成10v左右的直流电压，对555定时器和三级管静态供电。555接成单稳态触发器，控制双向晶闸管，当555定时器输出高电平，触发器晶闸管导通，灯泡亮；当555定时器输出低电平，触发器晶闸管未导通，灯泡灭；同时可以实现声光控制，可考虑用光敏三极管的输出端控制555定时器的触发复位端，音频放大电路控制555的触发端。 第3章硬件电路设计 3.1电路设计结构框图 图3-1 电路设计结构框图 该设计电路大致可分为以下几部分：整流电路部分、声控电路部分、光控电路部分、延时电路部分。电路设计结构图3-1所示。在整流电路中，是用单相桥式全波整流电路来实现的整流。声控电路是利用拾音元件把声音信号转换为电信号然后再用三极管的放大特性把电信号放大。光控电路中是用光敏三极管的特性把不同的光照强度转换为不同电流的电信号，电信号再经三极管放大输入到555定时器。延时电路是用555定时器接成单稳态触发电路形式，利用其延时特性实现延时30s的控制。
3.2 整流电路部分 所谓桥式整流电路，就是用二极管组成的一个整流电桥，它是由图中的二极组成，其功能是将220V 的交流电转换为10V 直流电压以提供后续声控电路、光控电路延时电路及开关电路等电路所需的工作电压。电路图如下所示。 图3-2 整流电路部分 整流电路的降压过程是将220V 单相交流电压直接输入有一定匝数比的变压器，得到降压后的电压，然后将变压器副边的交流电压通过单相桥式整流电路，得到脉动系数较大的直流电压。为了减小电压的脉动，将经过整流桥整流后的直流电压通入由滤波电容构成的滤波电路，使输出较为平滑的电压。要得到稳定的直流电源需将滤波后的电压输入稳压电路。稳压电路由1个稳压二极管构成，利用二极管的稳压特性，使得到不受电网电压的波动和负载电阻变化影响的稳定性较高的直流电压。 为了得到10V 的直流电源，将220V 频率为50HZ 的单项正弦交流电输入变压器，其原边与副边的比为21n n ，经过变压器得到8.3V 电压。 交流电220V 通入单相桥式整流电路经过全波整流得到平均值为10v 的直流电压，其脉冲系数很大。单相桥式电路中的整流桥的二极管选用MDA2501。然后将()1O AV U 的直流电压通入滤波进行滤波，可以得到平均值为()2O AV U =1.22u =10V 的直流电压。滤波电路中的电容为1C ，与1C 并联的负载为R1，1C 的取值满足 R11C =（3~5）2T (3-1) 得到1C =（3~5）T ／2／1／R1
成绩评定： 传感器技术 课程设计 题目声控灯
摘要 光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明等一般都是由人工操作的,如果采用光控电路,根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯,做到无人自动控制,可以减轻工人的劳动强度,有效的节约能源但光控电路有其缺陷,就是夜晚无光线的时候,照明灯将一直工作着,这样会造成资源的浪费,也会缩短照明灯的寿命。这时若在光控电路的基础上添加一个声控电路,使得照明电路在无光线的时候,只受声音的控制,当有脚步声或其它较强声响的时候,照明电路自动工作，当声音消失的时候,照明灯自动熄灭,这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路,使照明灯点亮后,延时一定时间后自动熄灭。 声控灯顾名思义，声控灯即是用声旨束控制电灯亮灭或亮度强弱的一种灯具，控制某一用电负载的方法多种多样，用光的强弱控制的称光控，用温度高低控制的你温控，用磁场强弱控制的称磁控，还有依靠压力、湿度的等等。使用这种照明电路,人们就不必在黑暗中摸索开关,也不必再担心点长明灯费电和损坏灯泡了。夜间只要有脚步声或其它较强的声响时,灯便自动点亮,延时一定时间后自动熄灭。特别适用自动控制路灯照明以及走廊和楼道等处的短时照明。关键词：光控电路声控电路自动响应
目录 一、设计目的------------------------- 1 二、设计任务与要求--------------------- 1 2.1设计任务------------------------- 1 2.2设计要求------------------------- 1 三、设计步骤及原理分析 ----------------- 2 3.1设计方法------------------------- 2 3.2设计步骤------------------------- 2 3.3设计原理分析---------------------- 4 四、课程设计小结与体会 ----------------- 5 五、参考文献-------------------------- 5
电子技术基础（模拟部分）光控路灯控制器的设计 学生姓名：刘腾艳 专业：电气工程及其自动化 班级：电器四班 学号：1416301053 指导教师：郭宇
第一章内容摘要 光电子技术是继微电子技术之后近30年来迅猛发展的综合性高新技术。1962年半导体激光器的诞生是近代科学技术史上一个重大事件。经历十多年的初期探索，从70年代后期起，随着半导体光电子器件和硅基光导纤维两大基础元件在原理和制造工艺上的突破，光子技术与电子技术开始结合并形成了具有强大生命力的信息光电子技术和产业。光电子技术是一个比较庞大的体系，它包括信息传输，如光纤通信、空间和海底光通信等；信息处理，如计算机光互连、光计算、光交换等；信息获取，如光学传感和遥感、光纤传感等；信息存储，如光盘、全息存储技术等；信息显示，如大屏幕平板显示、激光打印和印刷等。 20世纪60年代激光问世以来，最初应用于激光测距等少数应用，到70年代，由于有了室温下连续工作的半导体激光器和传输损耗很低的光纤，光电子技术才迅速发展起来。现在全世界敷设的通信光纤总长超过1000万公里，主要用于建设宽带综合业务数字通信网。以光盘为代表的信息存储和激光打印机、复印机和发光二极管大屏幕现实为代表的信息显示技术称为市场最大的电子产品。人们对光电神经网络计算机技术抱有很大希望，希望获得功耗的、响应带宽很大，噪音低的光电子技术。 光电子技术也是一个非常宽泛的概念，它围绕着光信号的产生、传输、处理和接收，涵盖了新材料（新型发光感光材料，非线性光学材料，衬底材料、传输材料和人工材料的微结构等）、微加工和微机电、器件和系统集成等一系列从基础到应用的各个领域。光电子技术科学是光电信息产业的支柱与基础，涉及光电子学、光学、电子学、计算机技术等前沿学科理论，是多学科相互渗透、相互交叉而形成的高新技术学科。
设备运行参数管理办法 为规范设备管理程序，提高设备利用率和使用寿命，监控设备运行情况特制定以下设备运行参数管理办法。设备运行参数的定义方式不同表示的含义不同，我们采用以下方式定义，能同时反映出关键设备与一般设备故障对设备运行率的影响以及整体平均设备故障率和设备故障对生产的影响程度大小： 一 . 运行参数注解 1.日单生产线运行率α： %1008?=小时计） 生产线计划开机（按生产线实际运行时间i α 备注：运行率反应单线整体设备利用率及运行情况 当α＞1时表示设备运行时间超过8小时； 当α＜1时包含设备闲置，设备故障，无计划停机，模具更换调试等情况； 当α＝1时表示符合正常计划生产，各设备运行正常，利用率高； 2.日单生产线故障率β： %1008?=小时计） 和（一般按各单台设备计划时间之和各单台设备故障时间之β 备注：此故障率利用平均值方式按故障发生时间仅反应单线平均设备故障情况；与日单 生产线运行率结合能一定程度反映出关键设备与一般设备对生产的影响程度。 3.设备日总运行率Α1： Α=n i ∑? （即当天所运行的各线运行率的平均值） 备注：能反映整体设备平均利用率情况。 4.设备日总故障率Β1： Β=∑i β （即当天各线故障率之和） 备注：利用求和方式能反映各设备故障对生产的影响程度大小 5.设备年或月运行率A=日运行率平均值；设备年或月故障率B=日故障率平均值； 月故障率采用单线平均值，各线求和的方式即反映出整体平均设备故障率又反映出设备 故障对生产的影响程度大小：其值高低能从一定程度反映一段时间内设备故障的控制情况。 月运行率高低仅能从一定程度上反映一段时间内开线的生产线的利用率（影响因素包括 一般和关键设备停机的影响，细小停机及生产准备等）不能反映全厂整体设备产能的发挥程度，产能发挥由产量总值反映； 6.非计划停机时间：分为设备故障停机时间、模具故障停机时间、细小停机时间、物料短缺 及其他突发情况时间总和。 7.保养计划完成率：时间完成保养项数/计划保养项数 （一定程度反映保养计划的完成情况） 8.维修频次：日平均维修频次 （结合故障率和非计划停机时间反映出设备故障的种类和次数，值越大一定程度反映小修次数越多） 按以上定义举例： 假如月平均故障率2.56% ；对应日维修时间约3.4小时；月故障时间约3.4*25=85 小时；非计划停机时间110-125小时； 维修频次3.5次相当于每次维修1小时； 运行率87%对于单线平均有效工作时间8h*87*=6.96小时
电子小制作:自制声控灯 声控灯已经广泛应用在居民楼的楼道中,它给人民的生活带来很多的方便。这些声控灯电路中几乎都使用了集成电路,并且直接使用220V的交流电源。虽然这样做简化了电路,但对于初学者来说他们理解电路有一定的困难,调试电路也具有一定的危险性。这里介绍一个简单的声控灯电路,采用了三极管等分立元件和低压电源,不仅适合初学者的学习,而且通过电路中的继电器也可以控制其它电器进行工作。当你对着声控电路拍手或喊叫时,电路中的继电器会动作,如果用它控制小灯,可以使小灯工作几秒钟,然后自动关闭。 一、元器件的准备
所用的元器件如表7所示。电路中使用了一只Φ27的压电陶瓷片,它的符号和外形见图7-1所示,最好带有共鸣腔。电路板是按 J R C4098型6V继电器的尺寸设计的,也可以根据需要选用其他符合要求的继电器。电路也可以使用外接电源。
图7-1 压电陶瓷片的符号和外形 三、电路工作原理 图7-2中三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成了单稳态电路。电阻器R3为三极管V T2提供了基极电流;而三极管V T3的 基极电流则是从三极管V T2的集电极电阻R4上得到的。三极管 V T2集电极与三极管V T3基极之间是直接耦合的;而三极管V T3 集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C2来完成的。电阻器R4是三极管V T2的集电极负载,三极管VT3的集电极负 载是电阻器R5。 单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时,选择合理的R3使三极管V T2稳定在饱和状态,此时它的集电 极电压约为0.3V以下。这样使三极管V T3稳定在截止状态。这 就是单稳态电路的稳定状态。 当一个负脉冲通过C1到达三极管V T2的基极时,三极管V T2开 始趋向截止,它的集电极电流减小,集电极电压升高;经过直接耦 合,使三极管VT3的基极电压升高,三极管V T3开始导通,它的集 电极电压下降;经电容C2的藕合又使三极管V T2的基极电压进 一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在),形成一个正反馈,很快 达到一个新的状态。此时三极管V T2截止,三极管V T3饱和导通。
河北联合大学轻工学院 QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY 专业英语设计论文 设计（论文）题目：新型声控灯的设计与制作 学生姓名：温金鹏 学号：201324390224 专业班级：13电气2班 学部：信息科学与技术 2015年6月23日
新型声控灯的设计与制作 温金鹏（华北理工大学轻工学院） 摘要：声控灯应用较广，但易受环境的噪声干扰而产生误动作。文章介绍一款用CD4013集成电路设计制作完成的新型声控灯，其抗干扰能力比常见声控开关要强。对新型声控灯系统的结构组成，具体电路作用及工作原理做了详细的阐述，并介绍了制作步骤。 关键词：声控灯；抗干扰；设计；制作；CD4013 Design and Fabrication of a Novel Voice Activated Light Wen Jinpeng (QingGong college,North China university of science and technology) Abstract: Voice activated light has wide application, but it is easy for it to occur error action due to the interference from environment noise. This paper introduces a novel voice activated light composed of and fabricated with CD4013 IC, so it has stronger interference immunity than that of common voice activated switch. The paper describes the structure composition of the voice activated system, the functions and working principles of the circuits, and presents the fabrication steps. Key words：voice activated light; interference immunity; design; fabrication; CD4013
南华大学 课程设计报告书 课程名称：电子技术课程设计 题目：声光控灯开关 系（院）：机械工程学院 学期：2011-12-1 专业班级：测控091 姓名：王大明 学号：20094600101
第一章系统概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第二章单元电路设计与分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 第三章电路的安装与调试。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12 总结。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。13 参考文献。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 附录。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14
题目 声控灯开关 1设计的目的和任务： 1、巩固加深对模拟电子技术基础知识的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学 生独立分析问题、解决问题的能力。 2、通过查找资料、选方案、设计电路、仿真或调试、写报告等环节的训练，熟悉设计 过程、步骤。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。 3、作为电力电子技术的入门，学习晶闸管的应用。 4、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。学习这一技能，积累这方面的经验。2设计要求： 1、设计办公大楼、写字楼或居民住宅楼内应用的声光控灯开关。 2、在白天照度较高时，即楼道内光线充足时本开关不启动，灯熄灭。 3、夜晚楼道内光线较差时，若楼道内充分安静（无人行动时），灯泡不启动。 4、若在光线较差的楼道内有人发出声响，就启动该装置使灯泡点亮。 5、画出电路图 （1）用protel绘制电路图 （2）布局合理、排列均匀、图面清晰、便于看图、有利于对图的理解和阅读。 （3）图形符号要标准，图中应加适当的标注。 3总体框图设计 根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成： 图1整体框图 4功能设计
简易声控电路(声控灯声控开关声控门铃)
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声控灯1 这里有个电路，通过调节电位器的大小，可以调节时间。可以参考哦 声控灯2 时间、亮度可调 声控灯3 一、电路工作原理
下图是声控电路的电原理图。当你对着声控电路的小话筒拍手或喊叫时，电路中的继电器会开始工作，工作几秒钟继电器会自动停止。 电路中的小话筒可以把声音信号转变为电信号，通过三极管VT1的放大去触发后面的控制电路。 三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成单稳态电路。电阻器R4为三极管VT2提供了基极电流；而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R5上得到的。三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的；而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C3来完成的。 单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时，选择合理的R4阻值，使三极管VT2稳定在饱和状态；此时它的集电极电压约为0.3V以下。这样使三极管VT3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。 当信号中的一个负脉冲通过C2到达三极管VT2的基极时，三极管VT2开始趋向截止，它的集电极电流减小，集电极电压升高；经过直接耦合，使三极管VT3的基极电压升高，三极管VT3开始导通，它的集电极电压下降；经电容C3的耦合又使三极管VT2的基极电压进一步下降（虽然这时负脉冲已经不再存在），形成一个正反馈，很快达到一个新的状态。此时三极管VT2截止，三极管VT3饱和导通。这就是单稳态电路的暂稳态现象。 单稳态电路的暂稳态是不能持久的。在暂稳态期间，电容器C3通过电阻器R4进行放电，随着放电的进行三极管VT2的基极电压逐渐升高，当它达到0.5V以上时，三极管VT2开始导通，正反馈现象再次发生，整个电路很快又回到VT2饱和导通，VT3截止的稳定状态。电容器C3通过电阻器R4的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。根据计算，这个时间t—0.7×R4×C3。在本电路中电阻R4为270kΩ，电容C3为47μF，所以t=0.7×270×103×47×10-6～9秒。根据这个公式可以改变电阻器R4或电容器C3的参数，来延长或缩短电路的延迟时间。 电路复原后，电容器C3通过继电器和三极管VT2的发射结进行充电。充电完成后电路才可以接收下一次的触发。 如果声控电路直接控制两只白色发光二极管，也可以不用继电器。此时电源电压应为4.5V，
题目：基于晶体管的简易声控灯的设计 初始条件： 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式有一定的了解；具备晶体管电路的基本设计及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测；使用适当的软件进行仿真和制作PCB板图。要求完成的主要任务： 1.采用晶体管设计电路完成一个简易声控灯的设计； 2.通过声音震动使灯发光，并且延迟10秒左右后熄灭； 3.利用仿真软件Pspice或Multisim仿真电路，并学习PROTEL软件，并用其绘制电路的原理图和PCB图，要求图纸绘制清晰，布线合理，符合绘图规范； 4.完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。 目录 摘要............................................................................................................................ I Abstract .......................................................................................... 错误!未定义书签。1绪论............................................................................................................................ II 2设计内容及要求....................................................................................................... I II 2.1设计目的及主要任务..................................................................................... I II 2.1.1设计目的............................................................................................... I II 2.1.2设计任务及要求................................................................................... I II 2.2设计思想......................................................................................................... I II 3声控灯的工作与设计原理....................................................................................... I V 3.1放大电路的原理............................................................................................. I V 3.2单稳态电路的原理.......................................................................................... V 3.3继电器电路的原理......................................................................................... V I 3.4整机电路的原理........................................................................................... VII 4整机电路的制作.................................................................................................... V III
课程设计名称：电子技术课程设计题目：声控灯开关 专业：电气工程及其自动化 班级：电1002 姓名：刘宇宙 学号：20 指导教师：闫坤
目录 第一章设计目的和任务 (3) 第二章设计要求 (3) 第三章总体框图设计 (3) 第四章声控灯开关的工作原理 (3) 第五章电路板上元器件布局及其明细 (4) 5.1晶闸管及一片集成电路14011的描述 (5) 第六章安装及调试要点 (7) 第七章实物电路图 (7) 第八章总结 (8) 第九章参考文献 (9)
一设计的目的和任务 1、巩固加深对模拟电子技术基础的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。 2、通过查找资料、选方案、设计电路、写报告等环节的训练，熟悉设计过程、步骤。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。 3、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。学习这一技能，积累这方面的经验。 二设计要求 (1) 设计办公大楼、写字楼或居民住宅楼内应用的声控灯开关。 (2) 在白天照度较高时，即楼道内光线充足时本开关不启动，灯熄灭。 (3) 夜晚楼道内光线较差时，若楼道内充分安静(无人行动时)，灯泡不启动， (4) 若在光线较差的楼道内有人发出声响，就启动该装置使灯泡点亮。 三总体框图设计 根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成： 图1 整体框图 四声控灯开关的工作原理 控灯开关的原理图见图3-1。
图3-1 声控灯开关原理图 由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220V50Hz交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压一路由R3和R1、C3分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压V CC；另一路接到晶闸管BTl69的阳极。 当BT169的控制极(栅极)为高电平且输入的交流信号V i=cos(ωt+Φ)处于正半周期时，电流由D2→地→D4→灯流过而将灯点亮。当V i处于负半周期时，电流由灯→D3→地→D1而将灯点亮。当BTl69的控制极为低电平时，晶闸管截止，此时不会产生驱动灯的电流，因此灯是熄灭的。由此可见，灯的亮灭是由晶闸管的控制极电平决定的。因此，关键的问题是如何控制其栅极电平的高低。 我们的目的是要达到：有光时灯灭；无光无声时灯灭：无光有声时灯亮。参见原理图3-1。对光敏电阻R W而言，当有光时，Rw<2KΩ，此时HDl4011的1脚亦即第一个与非门的一个输入端为低电平(地)，所以3脚为高电平、4脚为低电平，10脚为高电平，11脚为低电平(后文设上述由左至右四个与非门的输出分别为A，B，C，D)，则此时晶闸管截止，灯泡是暗的。相反，如果无光时，R W>2M Ω，此时HDl4011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A为高电平，B为低电平，C为高电平，D为低电平，此时晶闸管截止，灯泡为暗。当有声音产生时，在麦克两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置成高电平，此时A为低电平，B为高电平，C为低电平，D为高电平，从而将晶闸管触发导通，灯泡点亮，同时由于B点为高电平，可对电容C2充电，这样，当声音消失之后，由于C2和R7的存在，使C点维持在低电平直到C2放电结束，在此过程中，灯泡将会一直保持在亮的状态直至此过程结束。 五电路板上元器件布局及其明细 PCB电路板上的元件布局见图3-2。
模电课设报告—声控灯的设计 辽宁师范大学 《低频电子线路》课程设计 (2009级本科) 题目: 声控灯的设计 学院: 物理与电子技术学院 专业: 班级: 班级学号: 姓名: 指导教师: 完成日期: 2011 年 6 月 23 日 《低频电子线路》课程设计论文—声控灯的设计 声控灯的设计 目录 摘要----------------------------------------------2 第一章声控灯元件的介绍及检测---------------------3 1.1声控灯电路所需电器元件-----------------------3 1.2各部分器件介绍-------------------------------3 控灯的工作原理---------------------------8 第二章声 2.1声控灯原理及说明-----------------------------9 2.2 原理小结-------------------------------------------9 第三章焊接及调试--------------------------------10
3.1主要仪器和仪表------------------------------10 3.2焊接及调试----------------------------------11 参考文献-----------------------------------------13 收获体会-----------------------------------------14 1 《低频电子线路》课程设计论文—声控灯的设计 摘要 光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明等一般都是由人工操作的,如果采 用光控电路,根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯,做到无人自动控制,可以减轻工人 的劳动强度,有效的节约能源。但光控电路有其缺陷,就是夜晚无光线的时候,照明灯将一直 工作着,这样会造成资源的浪费,也会缩短照明灯的寿命。 这时若在光控电路的基础上添加一个声控电路,使得照明电路在无光线的时候,只受声音的 控制,当有脚步声或其它较强声响的时候,照明电路自动工作。当声音消失的时候,照明灯自 动熄灭,这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路,使照明灯点 亮后,延时一定时间后自动熄灭。 声控灯的制作目的是通过声控灯的制作，提高学习电路知识的兴趣，掌握元器件的测试方 法，掌握自己制作印制电路板的方法，锻炼实际动手操作能力。