毕业设计（论文）
题目: 声控照明设计
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本设计通过声音和光的强弱来控制灯的亮暗变化。在光线充足时，发出多大的声音声控灯都不亮,在光线不足时，只要声音达到20分贝它就发出了亮光。这是由于声控灯是先通过光的强弱进行控制，当光的强度达到标准时就通过声音来控制。其原理是利用了声学,光学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号转换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。其中用到了光敏电阻，555定时器，二极管，三极管，麦克风等元器件所组成的放大电路，延时电路从而达到了对灯亮灭控制的目的。
关键词：光敏电阻 555定时器二极管三极管麦克风
第一章绪论 (1)
第二章声光控灯元件的介绍及检测 (4)
2.1电阻 (4)
2.1.1电阻器的介绍 (4)
2.1.2电阻的种类 (4)
2.1.3电阻的标识 (7)
2.1.4电阻的检测 (7)
2.2电容 (8)
2.2.1电容的介绍 (8)
2.2.2电容的检测 (8)
2.3二极管 (10)
2.3.1二极管介绍 (10)
2.3.2二极管的分类 (10)
2.3.3二极管的检测 (11)
2.4三极管 (12)
2.4.1三极管的介绍 (12)
2.4.2三极管的分类 (13)
2.5（555）定时器 (13)
2.6硅整流桥 (15)
2.6.1硅整流桥好坏的测试 (15)
2.6.2硅整流桥四肢引脚的判定 (16)
第三章声控灯的原理 (17)
3.1电路的总体框架 (18)
3.2电路主要组成 (18)
3.3电路工作原理 (19)
第四章结语 (21)
4.1全文总结 (21)
4.2 结论 (21)
附录 (23)
参考文献 (24)
致谢 (25)
第一章绪论
当今世界在以电子了信息技术为前提下推动社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展日新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术更显得尤为重要，在国民生产各部门电子信息技术得到了广泛的应用。同时随着人们生活现代化水平不断提高，国民经济的快速发展，电力的供需矛盾日益加剧生产更多的电即意味着要消耗更多的煤、石油、天然气、核原料等不可再生资源，还会带来许多相应的环境问题。为此，我们应该从身边做起，珍惜并节约每一度电。从而曾经不被人们所重用的如声音，光等如今在电子信息技术方面都得到了广泛的应用，尤其是光能更是人们有待开发的具大的能源宝库。
在第三次科技革命的推动下，光能这一伟大的，自然的以及人类生存所必须的宝贵资源在被人类遗忘了若干年后，今天终于得到了广泛的应用。太阳能热水器，太阳能电池，太阳能浴场等都成为人们热议的话题，大到天上的人造卫星，小到街道的路灯太阳能的应用无所不在。而作为智能化电路的设计考虑光能的应用也是理所应当的。在半导体技术的飞速发展下大促进了光能应用的快速进步，在发电，取暖等方面尤为突出，智能化电路设计引进光技术已不是新奇事了，在光控电路的设计中不同于声控电路复杂的结构，随着半导体光敏元器件的快速发展，光敏元器件的应用在光照的情况下使其电参数发生变化从而使其对电流的阻碍作用减小或增大，进而使电路导通或截止，电信号强弱的改变光控转化为电控电路功能的实现便容易了。在这样的电路设计中，对电路元器件的要求也极为高尤其是光敏元件是光控电路功能实现的核心，必须保证其各项参数的精确，稳定。故在选择这类元器件时
一定要选择高灵敏度工作稳定可靠的元件，当然电路工作的稳定是否？功能能否实现？并不仅仅只和电路元器件有关，外加电源也是不可忽视的，与声控电路一样最好也是给光控电路加上一个稳压电路确保电路能正常工作。
同样如今留给我们的就是怎样合理高效的利用声音资源。以前人们在设计电路时只求一个“用”字，只要能永久万事大吉了，所以我们常见的电路都是有很多开关如照明电路要让它工作我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化建筑如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上了用场，声控作为智能化电路的一部分是不可缺少的；然而要实现声控也不是一件容易的事，因为声音是一模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。要解决这个问题我们设计一个专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号转送到下一级电路。但是作为声控电路对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现；而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，提高信号输出电压。经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元件的要求也较高，特别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地工作。如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结
构，使声控电路的设计显得更加容易。
从20世纪中后期数字电路的飞速发展到今天技术已越来越成熟。自从电子计数器的出现之后各式各样，功能万千的定时/计数器层出不穷。正是由于电子计数器的出现使得声控电路能更好的实现智能化。在白天由光控部件控制电路，无论外界有无声音发出电路都不会工作，而到了夜晚光控部件就不在起作用由声控部件控制电路，只要在一定范围内有声音发出且达到一定响度电路就会导通工作，又由延时部件控制其工作时间；由该事例可知声、光、延时三部分是相互联系的没有光控电路智能化实现不完善，没有声控电路也谈不上延时，而没有延时电路也谈不上智能。该电路的设计较完备，在电能节约方面处理的较好，但该电路也存在一定的缺陷如要使灯常亮则该电路无法实现；要对电路进行维护在白天需要灯亮则该电路也无法实现；为此要对该电路进行升级，所谓升级就是对电路的功能进行进一步完善。我们可以为其添加一些硬件使在不影响电路正常智能化实现的前提下，电路能受人为所控制以至更好的为人们服务。
第二章声光控灯元件的介绍及检测
2.1电阻
2.1.1电阻器的介绍
电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。
电阻器，简称电阻，英文名字resistance，通常用“r”表示。是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。
电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“Ω”表示，表示电阻阻值的常用单位还有千欧（kΩ），兆欧（mΩ）。
2.1.2电阻的种类
电阻的种类有很多，按阻值特性:固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感电阻)。
光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的负极，从而使光敏电阻起的阻值迅速下降。
光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器
一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧在强光条件（100LX）下，它的阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。
光敏电阻的结构：
通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成的。
光敏电阻器通常由光敏层、玻璃基片（或树脂防潮膜）和电极等组成。光敏电阻器在电路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示。
主要参数与特性：
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：
紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，用于探测紫外线。
红外光敏电阻器：主要有硫化铅、碲化铅、硒化铅。锑化铟等光敏电阻器，广泛用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱，红外通信等国防、科学研究和农业生产中。
可见光光敏电阻器：包括硒、硫化镉、硒化镉、碲化镉、砷化镓、硅、
锗、硫化锌光敏电阻等。主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置和“位置检测器”，极薄零件的厚度检测器，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。主要参数是：（1）光电流、亮电阻光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。
（2）暗电流、暗电阻。光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。
（3）灵敏度。灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。
（4）光谱响应。光谱响应又称光谱灵敏度，是指光敏电阻在不同波长的单色光照射下的灵敏度。若将不同波长下的灵敏度画成曲线，就可以得到光谱响应的曲线。
（5）光照特性。光照特性指光敏电阻输出的电信号随光照度而变化的特性。从光敏电阻的光照特性曲线可以看出，随着的光照强度的增加，光敏电阻的阻值开始迅速下降。若进一步增大光照强度，则电阻值变化减小，然后逐渐趋向平缓。在大多数情况下，该特性为非线性。
（6）伏安特性曲线。伏安特性曲线用来描述光敏电阻的外加电压与光电流的关系，对于光敏器件来说，其光电流随外加电压的增大而增大。
（7）温度系数。光敏电阻的光电效应受温度影响较大，部分光敏电阻在低温下的光电灵敏较高，而在高温下的灵敏度则较低。
（8）额定功率。额定功率是指光敏电阻用于某种线路中所允许消耗的功率，当温度升高时，其消耗的功率就降低。
2.1.3电阻的标识
国际上惯用“色环标注法”。事实上，“色环电阻”占据着电阻器元件的主流地位。“色环电阻”顾名思义，就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。有的是用4个色环表示，有的用5个。两者有所区别：4环电阻，一般是碳膜电阻，用３个色环来表示阻值，用1个色环表示误差。５环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用４个色环表示阻值，另一个色环也是表示误差.色环电阻的规则是最后一圈代表误差，对于四环电阻，前二环代表有效值，第三环代表乘上的次方数。例如第一环是棕色的，第二环是黑色的，第三环是红色的，第四环是金色的，那么它的电阻值是1、0，第三环是添零的个数，这个电阻添2个零，所以它的实际阻值是1000Ω，即1kΩ。
2.1.4电阻的检测
将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20％～80％弧度范围内，以使测量更准确。根据电阻误差等级不同。读数与标称阻值之间分别允许有±5％、±10％或±20％的误差。如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。
2.2电容
2.2.1电容的介绍
电容器是“储存电荷的容器”,简称电容，用字母C表示。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。
在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。
电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。
2.2.2电容的检测
1．固定电容器的检测
检测10pF以下的小电容：
因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R×10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击2）、检测10PF～0.01μF固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。
万用表选用R×1k挡。两只三极管的β值均为100以上，且穿透电流要小。可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容
的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。
对于0.01μF以上的固定电容：
可用万用表的R×10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。
2．电解电容器的检测
（1）因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，1～47μF间的电容，可用R×1k挡测量，大于47μF的电容可用R×100挡测量。
（2）将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百kΩ以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。
（3）对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。D 使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。
2.3二极管
2.3.1二极管介绍
二极管又称晶体二极管，简称二极管（diode）。它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。二极管最明显的性质就是它的单向导电特性，就是说电流只能从一边过去，却不能从另一边过来（从正极流向负极）。
2.3.2二极管的分类
二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安到几十安），主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特
制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。
2.3.3二极管的检测
可以使用万用表测试二极管性能的好坏。测试先把万用表的转换开关拨到欧姆档的R×1k档位（注意不要使用R×1档，以免电流过大烧坏二极管），再将红、黑两根表笔短路，进行欧姆调零。
1、正向特性测试
把万用表的黑表笔（表内正极）搭触二极管的正极，红表笔（表内负极）搭触二极管的负极。若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间，这时的阻值就是二极管的正向电阻，一般正向电阻越小越好。若正向电阻为0值，说明管芯短路损坏，若正向电阻接近无穷大值，说明管芯断路。短路和断路的管子都不能使用。
2、反向特性测试
把万用表的红表笔搭触二极管的正极，黑表笔搭触二极管的负极，若表针指在无穷大值或接近无穷大值，管子就是合格的。
发光二极管的检测：
1.正、负极的判别
将发光二极管放在一个光源下，观察两个金属片的大小，通常金属片大的一端为负极，金属片小的一端为正极。
2．性能好坏的判断
用万用表R×10K档，测量发光二极管的正、反向电阻值。正常时，正向电阻值（黑表笔接正极时）约为10~20KΩ，反向电阻值为250KΩ~∞（无穷大）。较高灵敏度的发光二极管，在测量正向电阻值时，管内会发微光。若用万用表R×1K档测量发光二极管的正、反向电阻值，则会发现其正、反向电阻值均接近∞（无穷大），这是因为发光二极管的正向压降大于1.6V（高于万用表R×1K档内电池的电压值1.5V）的缘故。
也可用3V直流电源，在电源的正极串接1只33Ω电阻后接发光二极管的正极，将电源的负极接发光二极管的负极（见图），正常的发光二极管应发光。或将1节1.5V电池串接在万用表的黑表笔（将万用表置于R ×10或R×100档，黑表笔接电池负极，等于与表内的1.5V电池串联），将电池的正极接发光二极管的正极，红表笔接发光二极管的负极，正常的发光二极管应发光。
3V
图2.1 用电源检测发光二极管
2.4三极管
2.4.1三极管的介绍
半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二
极管是由一PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。
2.4.2三极管的分类
a．按材质分：硅管、锗管。
b．按结构分：NPN、PNP。
c．按功能分：开关管、功率管、达林顿管、光敏管等。
d．按功率分：小功率管、中功率管、大功率管。
e．按工作频率分：低频管、高频管、超频管。
f．按结构工艺分：合金管、平面管。
g．按安装方式：插件三极管、贴片三极管。
2.5（555）定时器
555定时器的定义：555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规矩集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555。 555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。其电路类型有双极性和CMOS型两大类，二者的结构和工作原理类似。二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常
作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级，它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3。
555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阀值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。
555定时器内部电路图如图2.2所示。
图2.2（555）定时器内部结构图
555电路的引脚排列图如下图其功能表如表2.1所示。
图2.3（555）定时器引脚排列图
表2.1（555）定时器的功能表
555电路构成，单稳态触发器，如图2.4所示。
输出电压Vo的脉宽t=RCln3
图2.4 单稳态触发器
2.6硅整流桥
2.6.1硅整流桥好坏的测试
逐个测试法：将万用表的量程开关拨至R*1kΩ档，比如测量1脚、2脚间的二极管的好坏，先将红表笔接 2脚，黑表笔接1脚，测出正向电阻值，
然后交换表笔测出反向电阻值。照此方法测试其他3只二极管，每支二极管测试两次，共测八次。
比较测试结果，若测得的正向电阻值都很小，反向电阻值都是无穷大，则说明该桥堆是好的；若测试到其中一只二极管的正反向电阻值均很大或很小，或反向电阻值变小时，说明此桥堆已损坏或低效，虽说仅有一只二极管损坏，但也不能使用。
2.6.2硅整流桥四肢引脚的判定
硅整流桥管脚一般在其外壳上都有表明，一目了然。但有的标记不清，甚至标记有误，这时可用下面的方法进行判断。
方法是先找出直流输出正端（3脚）假定某只脚为3脚，将万用表的量程开关拨至R*1kΩ档，红表笔接3脚，黑表笔分别去接1脚、2脚、4脚，如3次测得的电阻值均较小，则说明这个假定的3脚确实是输出正极。倘若3次测试中有一脚通或全不通，则说明这个假定是错的，需另行假定3脚并重新进行测试。
找出3脚后，其余各脚便好确定了。仍用红表笔接3脚，用黑表笔分别接另3只脚，其中阻值最大的那只脚为直流电压输出端的负极，剩下的两只脚为交流输入端。
浅谈楼道声控灯工作原理 声控灯是一种声控电子照明装置，声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。 而声控灯有一种有趣的现象，那就是光线充足时，任你发出多大的声音都不亮；但在黑夜，轻轻一声它就发出了亮光，这是为什么呢？原来声控灯还光控电路，以使其在光线足够的时候不工作，所以声控灯的控制盒是声、光同时控制的，在光亮度能达到的情况下，灯不会亮。你可以做一个小实验，你可以用手遮挡声控开关的光控原件然后再发出声音，灯就会亮了 关键词:声控灯；音频放大器；选频电路； 1引言 声控灯是一种由自然光控制其熄与亮的光控灯。声控灯是利用触发元件、开关控制元件及对自然光敏感的光敏电阻组成开关控制线路，控制照明用灯的开关，该控制线路只有7个零件，该实用新型具有结构简单、容易调试、成本低等特点，适用于任何可用自然光控制熄、亮的环境，特别是公共场合，它可减少人工开关电灯的麻烦，也避免了忘记关灯而造成的用电浪费。 当然，也有弊端，由于开关的频率比较高，灯泡的寿命大大降低，同时，也造成了一定的噪音污染。也就是说，在遇到声控灯时，人们往往是用不同的办法，让它发光照明。但有一点是相同的：不管采用何种方法，一定要发出声音才可以。
2原理 声控灯包括灯负载RL、可控硅SCR、话筒MIC及声控电路，灯负载RL与可控硅SCR串接后与电源相连，话筒将声音信号转换成电信 号，声控电路通过声音信号控制可控硅SCR的导通状态，其特征在 于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分 通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大 部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由 电容耦合，一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管 的基极上，放大后的信号影响触发器的翻转，并最终控制可控硅的控 制极的电位。包括灯负载RL、可控硅SCR、话筒MIC及声控电路，灯 负载RL与可控硅SCR串接后与电源相连，话筒将声音信号转换成电 信号，声控电路通过声音信号控制可控硅SCR的导通状态，其特征在 于，所述声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分 通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大 部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三极管的基极上并由
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
创意落地灯设计 学院:建筑与设计学院 班级:产品设计1342 学号:1307411211 学生姓名:郑艺 指导教师:金成玉 日期: 2016年10月
摘要 随着设计在国内的逐步发展和成熟，人们对产品的设计要求也越来越高。灯具作为人们生活必需用品的一部分，起着不可替代的重要作用。现代灯具设计已不仅仅是为了单纯照明，更重要的是采用新技术新材料，通过趣味化的设计语言赋予灯具情感，使灯具与人的亲和感大大增强，最大限度的满足消费者心理和情感上需求。当灯具成为更加有趣味，更加有感情的生活物品时，人们生活品质也会得到提高。 本设计以居室照明的现代灯具为研究对象，将灯具的装饰性与实用性相结合，在确保灯具方便使用的同时也能够解决对灯具光源的控制和灯罩易于拆卸更换等问题。通过对灯具结构的创新设计，使本产品简洁美观，又充满情趣。在使用方式上也做了革新：把它设计成螺旋上升式，灯罩可以上下移动，以此来调节灯光的明暗程度，也可以直接将灯罩旋转至顶部拆卸下来。现在很多灯具将灯罩固定住，不利于人们更换和清洁，此灯具重点解决了对光源控制和灯罩更换的问题，避免了人们在使用过后灯罩污染难以清洗的麻烦，也能够很好满足人们使用时不同需求的亮度要求。在形态上以简单大方为主，颜色上采用黑白两色，体现出高贵、明快气息。整体材料采用亚克力环保塑料，它耐候性强，加工可塑性大，易分解，减少了对环境的污染，与现代人们倡导的绿色环保思想一致。 关键词：落地灯；创意设计；方便；环保
目录 绪论 (1) 1 灯具的设计调研 ................................................................................ 错误！未定义书签。 1.1 灯具的发展趋势 (2) 1.2 灯具的整体分析.......................................................................... 错误！未定义书签。 1.2.1 材料分析 (4) 1.2.2 造型分析 (4) 1.2.3 色彩分析 (5) 1.2.4 情趣化分析 (5) 2 灯具的选题背景 (5) 2.1 市场现有产品的展示 (5) 2.2 市场创意灯具的分析 (9) 3 设计定位 (10) 3.1 使用人群分析 (10) 3.2 产品定位 (10) 3.3 设计分析 (10) 4 设计展开 (11) 4.1 设计草图列举及说明 (11) 4.2 深入分析 (17) 4.3 最终方案草图 (18) 4.4 设计整理 (19) 4.4.1 外观分析 (19) 4.4.2 功能分析 (19) 4.4.3 材料工艺分析 (19) 4.5 效果图 (20) 4.6 产品尺寸 (23)
学号2011301714 毕业设计说明书 设计题目声光控灯设计 系部机械电子系 专业机电一体化 班级机电1107 姓名王志坤 指导教师白金柯 2013年10 月29日
摘要 光控灯和声光控灯是居家照明的重要组成部分（如楼道、卫生间、小巷等），它们的出现使我们的生活方便许多，既可避免摸黑找开关造成的摔伤碰伤，又可杜绝楼道灯有人开、没人关浪费能源的现象。 介绍了用三极管和与非门芯片实现光控灯和声控灯的原理，重点介绍了二者的实现方法和具体细节，及制作过程中遇到的问题和相应的解决方案。 关键词：光控灯、声控灯、光敏电阻、麦克风、导通、截至、
Abstract Optically controlled lamp and acoustic control lamp play an imp ortant role in our daily life(like in corridor,toilet,alleyway and so on).They make our life more covenient.By use of them,we can not only protect ourselves from the hurt that maybe caused in looking for the switches of lights in the dark,but also elimin ate the phenomenon that someone turn on the light but nobody tu rn off to avoid the waste of resources. It introduces the principle of how to use dynatrons and a n and gate chip to achieve the purpose that control the lights by light and sound,and specially stresses the ways and concrete de tails about how to use them to achieve the purpose and the sol utions of the problems that will be met in the process of maki ng it. Key words：Optically controlled, acoustic control, mircphone, light dependent resistor breakover, cutoff
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：
摘要 本课题设计一款基于单片机的楼道内声控灯及报警系统，主要由声控灯和意外紧急报警两部分组成。声控灯部分是通过声音传感器进行声音检测，然后经单片机进行处理，实现灯的开关智能控制。报警部分主要由蜂鸣器和按键组成，当声控灯出现故障时，通过触动按键实现蜂鸣器报警进行维修提示。硬件电路包括单片机最小系统电路、声音传感器检测模块、按键模块、LED显示模块、蜂鸣器报警电路模块；软件部分主要通过C程序的编程实现等灯的亮灭，然后通过发光二极管显示出来，通过按键操作实现报警功能。设计中结合硬件、软件的分步调试，达到要求的控制效果。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。当出现故障时，可触动按钮，进行报警维修。声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。 关键词:单片机；声控灯；报警系统；声音传感器；蜂鸣器
Abstract This project is based on single-chip design a voice-activated light and alarm system in the building, by voice-activated lights and emergency alarm which two key components.V oice-activated light partly through sound sensors for sound detection, and then single-chip processing, realization of intelligent control for the light switch.Alarm part consists mainly of beeper and keys, when voice-activated lights fail, through touches the pressed key realization light buzzer alarms for maintenance tips.The hardware circuit consists of single chip microcomputer minimum system circuit, sound sensors module, keys module, LED display module, a buzzer alarm circuit module;Software part mainly accomplished by programming of C programs such as destroy the light of lights, and then through the led display,Alarm functions are realized by key operation.In the design of combination of hardware and software debugging step by step, meet the requirements of control effect.When people walk through the stairs, when making footsteps or other sound, stair lights will automatically light up and lighting.When people enter the House or get out of the apartment, corridor lamp delay automatically turns off after a few minutes.When a failure occurs, you can touch a button and alarm servicing.V oice-activated inertia switch applies not only to the residential area of the building, but also to factories, office buildings, school buildings and other public places, it is of small size, pleasing in appearance, making easy, reliable and so on. Keywords:microcontroller; voice-activated light and alarm system; sound sensors; buzzer
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 第一章摘要 (2) 第二章设计内容及要求 (2) 2.1设计目的 (2) 2.2设计任务及要求 (2) 第三章声控灯的工作与设计原理 (2) 3.1原理图 (3) 3.2工作原理 (4) 第四章原件识别 (6) 4.1电阻 (6) 4.2二极管 (7) 4.3三极管 (8) 4.4电容 (9) 第五章组装与调试 (9) 5.1组装 (9) 5.2调试 (9) 第六章电路特点及改进 (10) 第七章电路使用的元器件 (11) 第八章参考文献 (12) 第九章结论 (13)
声控灯设计 摘要 现如今社会科技发展迅速，人们越来越追求生活的方便性与舒适性，公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患 我们常见的电路都是有很多开关如照明电路要让它工作我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化建筑如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上了用场，声控作为智能化电路的一部分是不可缺少的；然而要实现声控也不是一件容易的事，因为声音是一模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。要解决这个问题我们设计一个专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号转送到下一级电路。但是作为声控电路对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现； 而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，提高信号输出电压。 经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元件的要求也较高，特别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地工作。 如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结构，使声控电路的设计显得更加容易。 自从电子计数器的出现之后各式各样，功能万千的定时/计数器层出不穷。正是由于电子计数器的出现使得声控电路能更好的实现智能化。在白天由光控部件控制电路，无论外界有无声音发出电路都不会工作，而到了夜晚光控部件就不在起作用由声控部件控制电路，只要在一定范围内有声音发出且达到一定响度电路就会导通工作，又由延时部件控制其工作时间；由该事例可知声、光、延时三部分是相互联系的没有光控电路智能化实现不完善，没有声控电路也谈不上延时，而没有延时电路也谈不上智能。该电路的设计较完备，在电能节约方面处理的较好，但该电路也存在一定的缺陷如要使灯常亮则该电路无法实现；要对电路进行维护在白天需要灯亮则该电路也无法实现；为此要对该电路进行升级，所谓升级就是对电路的功能进行进一步完善。我们可以为其添加一些硬件使在不影响电路正常智能化实现的前提下，电路能受人为所控制以至更好的为人们服务。 关键字：声控二极管三极管
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。
摘要 为了适应发展，更好的锻炼自己，使理论和实践更好的结合，根据学校指示在之际，做了这次毕业设计。毕业设计是高职教学过程中一个十分重要的环节，是锻炼学生运用所学知识正确分析解决实际问题的一个重要方面，也是高职培养应用型专业人才的要求。我们本着一切从实出发的方针，严肃认真，独立思考，自己动手，实事求是的态度完成毕业设计。在指导老师的大力帮助下运用自己所学知识做了这个设计。这次设计充分体现了学院“修德强能、严禁精细、经世致用”的思想。 社会的进一步发展，各式各样的灯层出不穷，为了防止公物损坏，节约用电，设计了各种控制灯，例如公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声控走廊灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。下面主要介绍升空走廊灯开关的原理。
目录 前言 (1) 第1章元器件的介绍和检测 (2) 1.1电阻 (2) 1.1.1电阻的定义 (2) 1.1.2电阻的种类 (2) 1.1.3电阻的标识 (3) 1.2电容 (4) 1.2.1电容定义 (4) 1.2.2电容的检测 (4) 1.3二极管 (6) 1.3.1 二极管定义 (6) 1.3.2二极管的分类 (6) 1.4三极管 (6) 1.4.1三极管定义 (6) 1.4.2晶体三极管的结构和类型 (7) 1.5晶闸管 (7) 1.5.1晶闸管定义 (7) 1.5.2晶闸管的检测 (8) 1.6压电陶瓷片 (9) 1.6.1压电陶瓷片的定义 (9) 1.6.2压电陶瓷片的检测 (9) 1.7六反相器 (9)
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