【付老师】【10热工(1)班 姓名：邓梦奇】声光双控开关的设计

××大学××学院××课程设计声控开关的制作学生姓名学号所在系专业名称班级指导教师成绩××大学××学院二○一一年六月摘要：声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、教学楼等公共场所，它具有体积小，外形美观，工作可靠等优点，而且降低能耗，节约能源。

它是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。

本次设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。

本电路仅使用一只CMOS门电路CD4011、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。

它不需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。

当灯被打开后，延时电路延时约15—100s后将灯自动关闭。

该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。

即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。

关键词：声光双控，延时，节电，开光Abstract:The sound and light double control delay not only applicable to the dedication of residential building, and also applies to factories, office buildings, and other public places, it has small, beautiful shape, work and reliable, and reduce the energy consumption and save energy. It is a public place of lighting switch ideal choice, is people known as "decor." ever-burning lamps.This design is a high sensitivity of sound and light control switch, as long as people take a slap can trigger circuit. This circuit using only a CMOS gate CD4011, a CRZ2-113 F type in a small postures capacitance microphone, a photosensitive resistors and some CdS type resistance, capacitance cooperate can trigger circuit, make its electric conduction, will open. It does not need to send off by their own circuit, signal circuit will delay turns off. When the light is opened, delay circuit after about 15-100 s delay will be closed automatically. Light The circuit also have automatic control function during the day, in the control circuit resistor photosensitive. Even if the voice signal by the trigger, switch also won't open.Keywords:Sound and light double control, Delay, Power saving, The dedication目录前言 (1)1. 总体设计方案 (1)2. 单元模块设计 (2)2.1 原理图 (2)2.2 电路图 (2)2.3 PCB图 (3)2.4 单元电路设计 (4)2.4.1 降压电路 (4)2.4.2 声控电路 (5)2.4.3 光控电路 (5)2.4.4 开关电路 (6)2.4.5 延时电路 (6)2.4.6 整流滤波电路 (6)2.4.7 延时时间计算 (7)3. 安装及测试 (7)3.1 安装过程 (7)3.2 调试问题处理 (8)3.2.1 灯泡一直亮着 (8)3.2.2 灯泡始终不亮 (8)3.2.3 发光时间短 (8)3.2.4 灯泡响应灵敏度低 (8)3.3 注意事项 (8)4. 设计总结 (9)5. 参考文献 (9)6. 附录 (10)前言楼道照明灯如果不能能做到随手关灯，将是一个极大的能源消耗，但一般住户在开灯后往往忘了或不愿意再费事去专门关灯，这将是潜在的能源浪费问题。

声光控开关的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解声光控开关的基本原理，掌握声、光传感器的工作机制。

2. 学生能够描述声光控开关在日常生活和工业中的应用，了解其重要性和实用性。

3. 学生能够解释声光控开关电路图的构成，分析电路中各元件的功能。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计并搭建简单的声光控开关电路。

2. 学生能够通过实验操作，测试并优化声光控开关电路的性能。

3. 学生能够运用问题解决策略，分析并解决声光控开关电路中可能出现的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生对声光控开关产生兴趣，培养对物理科学的热爱和好奇心。

2. 学生通过小组合作完成项目，培养团队协作精神和沟通能力。

3. 学生认识到声光控开关在节能环保方面的重要性，提高社会责任感和环保意识。

课程性质：本课程为初中物理学科实验课，以实践操作为主，结合理论知识，培养学生的动手能力和科学素养。

学生特点：初中学生具备一定的物理基础，对实验课有较高的兴趣，好奇心强，善于观察和动手实践。

教学要求：教师需引导学生掌握声光控开关的基本原理，注重实验操作技能的培养，鼓励学生思考、提问和解决问题，提高学生的科学素养。

同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使学生在掌握知识的同时，形成良好的团队合作精神和环保意识。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 理论知识：- 声光控开关的基本原理- 声、光传感器的工作机制- 声光控开关电路图的构成及各元件功能- 声光控开关在日常生活和工业中的应用2. 实践操作：- 设计并搭建简单的声光控开关电路- 实验操作：测试并优化声光控开关电路性能- 问题解决：分析并解决声光控开关电路中可能出现的问题3. 教学大纲：- 第一课时：引入声光控开关的概念，讲解基本原理和声、光传感器工作机制，让学生了解其在生活中的应用。

- 第二课时：分析声光控开关电路图，认识各元件及其功能。

- 第三课时：分组设计并搭建简单的声光控开关电路，进行实验操作。

声光双控开关的设计电路（1、信息与计算科学学院信息与计算科学专业2、信息与计算科学学院数学与应用数学专业）摘要：在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。

在本设计中介绍了多种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显。

天黑有人走过楼梯通道时，当有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。

关键字：自动控制信号放大光电开关声控电路光控电路延时电路一、电路的工作原理图1 声光控延时开关的电路原理图声光控延时开关的电路原理图见图 1 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D1 ～D4 ，电路结构简单。

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。

变为电子开关的开关动作。

明确了电路的信号流向后，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 2 所示的方框图。

图2 声光控延时开关方框图结合图2来分析图1。

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D3进行电压放大，与非门D3此时是一个放大电路，放大的信号送到R3的一端。

R3、R4构成分压电路，并接到控制门D4的13脚，作为声控信号。

当有声音信号时，IC的10脚为高电平“ 1 ”，则R3、R4的中间分压为低电平“ 0 ”，即控制门D4的13脚为低电平。

为了使声光控开关在白天开关断开，即由光敏电阻RG等元件组成光控电路。

声光双控开关的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解声光双控开关的基本原理，掌握电路组成及各部分功能。

2. 学生能描述声光双控开关在实际应用中的作用和优势。

3. 学生了解声光传感器的工作原理及其在智能控制系统中的应用。

技能目标：1. 学生能够正确组装声光双控开关电路，并进行调试。

2. 学生能够运用所学知识解决简单的声光双控开关故障问题。

3. 学生能够运用声光双控开关设计简单的智能家居控制系统。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对物理科学的兴趣，增强探索精神和创新意识。

2. 学生通过实际操作，培养动手能力、团队协作能力和问题解决能力。

3. 学生认识到科技与生活的紧密联系，提高环保意识，关注智能家居技术的发展。

课程性质：本课程为初中物理学科实验课，结合课本知识，注重实践操作和创新能力培养。

学生特点：初中学生好奇心强，动手能力逐渐增强，具备一定的物理知识基础。

教学要求：教师应引导学生主动参与实验，注重培养学生的实际操作能力和创新思维，将理论知识与实际应用相结合，提高学生的综合素养。

通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在学习过程中有明确的方向，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 电路基本概念：电压、电流、电阻等。

- 声光传感器原理：声音传感器、光敏传感器的原理及其在电路中的应用。

- 声光双控开关原理：电路组成、工作原理及控制过程。

2. 实践操作：- 声光双控开关电路的组装：学生分组进行电路组装，熟悉各元件功能及连接方式。

- 电路调试：学生调试组装好的声光双控开关电路，确保其正常工作。

- 故障排查：针对电路中可能出现的故障，引导学生进行问题分析和解决。

3. 创新设计：- 智能家居控制系统设计：鼓励学生运用声光双控开关设计简单的智能家居控制系统，提升实际应用能力。

- 环保理念融入：引导学生关注节能环保，将声光双控开关应用于日常生活中的节能控制。

教材关联：本教学内容与初中物理教材中“电路的基础知识”、“传感器及其应用”等章节相关。

毕业设计（论文）题目声光控制开关电路的设计系（院）物理与电子科学系专业电子信息科学与技术班级2007级3班学生姓名学号指导教师职称讲师二〇一一年六月十八日独创声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。

尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。

本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:二〇一一年六月一十八日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。

本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。

（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名:二〇一一年六月一十八日声光控制开关电路的设计摘要生活用照明灯大多数都是由普通开关控制，但在现实生活中普通开关控制不仅在晚上使用不方便，而且由于没有及时关闭造成大量能源浪费，尤其是在教室等公共场所长明灯现象更为严重。

随着电子技术的快速发展,尤其是数字电子技术的发展,用数字电路技术实现灯的自动点亮、节能节电、延长灯的使用寿命已变得越来越成熟,而且也贴近我们的实际生活。

本文设计的声光控制开关电路是一种利用声音信号和光信号双重控制且具有定时功能的电子开关，它主要有电源电路、声控电路、光控电路、延时电路及开关电路等部分组成，实质上就是一个替代传统手动开关的受声、光双重控制的电子开关。

白天或光线较亮时，光控电路通过光敏电阻对外界光照强度进行检测，将外界光强信号转化为电信号，此时开关电路输入端为低电平，开关不导通，无论外界有没有声音信号灯都不亮，从而实现控制灯白天不亮的功能；晚上或光线较暗时，光控电路通过光敏电阻将光照强度信号转化为电信号，外界有声音信号时，声控电路将检测到的声音信号转化为电信号，并与光控电路转化来的电信号经与非门一起送入后续电路，此时开关电路输入端为高电平，开关导通，灯点亮，并延时一段时间后自动熄灭，从而实现控制灯晚上受声音信号控制的功能。

摘要：声光双控节能电子开关是一种内无接触点，在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。

广泛用于楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房、庭院等场所，是现代极理想的新颖绿色照明开关，并延长灯泡使用寿命。

由于本装置采用集成电路技术，故具有电路灵敏度高、制作方便、性能可靠、成本低和耗电省等优点。

关键字：声光双控节能集成电路目录1 任务要求分析 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计内容 (1)1.3 对课题的分析 (1)1.3.1声光控制的概念 (1)1.3.2 声光控制开关的控制方法 (1)1.3.3 声光控制开关的发展前景 (2)2 设计原理分析 (3)2.1 设计总体原理分析 (3)2.2 声控电路原理 (3)2.3 光控电路原理 (4)2.4 整流电路的原理 (5)2.5 降压滤波电路的原理 (6)2.6 CD4011芯片资料 (7)2.6.1 CD4011内部结构框图: (7)2.6.2 CD4011功能及真值表: (7)3双控开关电路图及其工作原理 (9)3.1电路原理图 (9)3.2 声光双控开关运行原理 (9)3.3 夜晚工作模式仿真 (10)4 心得体会 (11)5 参考文献 (12)附录 (13)声光双控节能电子开关设计1 任务要求分析1.1 设计目的1.综合应用电子电路、模拟电子技术及数字电子技术、单片机原理及应用等本专业基础课程，针对特定对象进行综合设计；2．掌握本专业设计电子电路专用软件PROTEL，熟悉从原理图设计到PCB设计，到最终电路板焊接制作的整个设计流程；3.掌握单片机编程语言，基于硬件系统设计应用软件。

(若选择单片机实现整个系统，则需要掌握汇编或C语言程序设计)1.2 设计内容该电子开关白天不导通；晚上，一有声响便自动导通，且声音消除后仍能导通一段时间。

保持导通的时间可在1-3min(分钟)内持续导通。

课程设计声光控开关一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标要求学生掌握声光控开关的基本原理和制作方法；技能目标要求学生能够独立完成声光控开关的制作，并理解电路图的绘制；情感态度价值观目标要求学生培养对科技创新的兴趣，提高动手能力和团队协作能力。

通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。

首先，学生需要了解声光控开关的基本原理，包括声音的产生、传播和接收，以及光线的传播和感应。

其次，学生需要掌握声光控开关的制作方法，包括电路图的绘制、元件的选择和焊接，以及编程和调试。

最后，学生需要通过实践活动，培养团队协作能力和创新思维。

二、教学内容根据课程目标，我们选择和了以下教学内容。

首先，介绍声光控开关的基本原理，包括声音和光线的产生、传播和接收。

其次，讲解声光控开关的制作方法，包括电路图的绘制、元件的选择和焊接，以及编程和调试。

然后，通过实践活动，让学生亲自动手制作声光控开关，并进行测试和优化。

最后，进行案例分析和讨论，让学生了解声光控开关在实际应用中的作用和前景。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们选择了多种教学方法。

首先，采用讲授法，讲解声光控开关的基本原理和制作方法。

其次，采用讨论法，引导学生进行案例分析和讨论，提高他们的思考和表达能力。

然后，采用实验法，让学生亲自动手制作声光控开关，培养他们的动手能力和团队协作能力。

最后，采用案例分析法，让学生了解声光控开关在实际应用中的作用和前景。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们选择了以下教学资源。

首先，教材《声光控开关》提供了详细的知识点和制作方法。

其次，参考书《电子电路设计》和《编程语言入门》为学生提供了更深入的理论和实践指导。

然后，多媒体资料包括教学PPT和实验演示视频，为学生提供了直观的学习材料。

最后，实验设备包括声光控开关套件和编程软件，为学生提供了动手实践的机会。

西南科技大学电气专业方向设计报告课题名称：声光双控开关的设计设计时间：2012.10---2012.11学院：信息工程学院班级：姓名：学号：指导教师：西南科技大学信息工程学院制摘要声光控制开关是一种当环境亮度高时，有声响灯也不亮，当环境亮度低时，利用人的脚步声、说话声、击掌声等声音作用使灯点亮，亮灯一定时间后能自动熄灯的自动控制照明开关。

声光双控灯是在灯内加入声光延时线路，是集声学、光学和延时技术为一体的声光延时线路，可广泛应用于建筑楼道、长房、庭院过道等等一系列公共场所，代替了长明灯给人们带来的种种不便和不必要开支及不必要的能耗，是现代极理想的新颖绿色照明开关，优点囊括节能，避免人为或等等物理损耗，节省维修开支等等，并延长了开关寿命。

在本设计中介绍了声光控路灯控制器的适用范围及工作原理，白天光照良好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮，夜晚光暗，电路拾音器只要检测到有声响发出，就会自动亮为过路人照明，然后延时熄灭，节电效果可想而知。

关键词：声光双控；光敏电阻；自动照明；开关一、设计目的本文设计的声光双控照明开关，在白天或光线较强时，开关为自锁状态，灯不亮，当夜间或光线较弱时，开关呈预备工作状态，当有人经过开关附近时，作出声响（如脚步声、话语声、拍手声等），开关自动打开，灯亮，延时熄灭。

从而实现了“人来灯即亮，人走灯便熄”如此实用的效果，代替了长明灯，真正达到简单、经济及方便使用的效果。

二、控制要求该开关白天不导通，到了晚上，一有声响便自动导通，且延时设熄灭。

该开关适用于人们活动时能发出声响的场合，能够在光线较暗的情况下照明，人走或休息后灯即熄灭。

三、声光控制元件1 光敏电阻的工作原理光敏电阻器（photovaristor）又叫光感电阻，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）。