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第六节制作声控灯一、教学目标1．知识与技能（1）认识变量，掌握赋值语句的使用。
（2）掌握直到型循环的使用。
2．过程与方法（1）以任务驱动的方法引领学生对课堂任务展开自主探究，（2）通过小组合作的形式开展游戏活动、集体讨化，以此来理解变量和赋值语句的使用。
3．情感态度与价值观（1）培养学生举一反三、积极思考的能力。
（2）培养学生小组合作的团队精神、积极探索的学习态度。
二、教材分析1．本节的作用和地位在前面的学习中，学生对声音传感器的使用比较熟悉，也掌握了运用选择结构来实现机器人的判断能力。
本课要求学生在运用前一课知识的基础上，进一步掌握变量和赋值语句的运用，从而使制作的机器人能在判断能力得到加强。
同时，在学生前面已掌握永久循环与多次循环的基础上，引入直到型循环的知识，让学生对循环结构的运用能力更全面。
本节的知识内容，尚属于机器人制作的基础知识，既是对前面知识的强化，也是后面更进一步学习的前提。
2．本节主要内容介绍本课是活动任务是设计声控灯的，先要求学生对本课任务展开思考，在前面所学的基础上提出解决方案并尝试在仿真环境中发泡剂行验证，同时提出问题，在去掉一个光感传感器的基础上该如何完成声控灯的制作呢？在调动了学生的学习兴趣后，指导学生对本课知识点——“变量和赋值语句”展开自主学习，在老师引领下完成功能的实现。
接着针对声控灯还存在的问题引领学生展开探究，通过对直到型循环的学习和使用，最终完成本课任务。
3．重点和难点分析教学重点：（1）变量和赋值语句的使用。
（2）直到型循环的运用。
教学难点：理解并掌握运用变量和赋值语句来编程。
三、教学建议变量对学生来说是一个全新的概念，赋值语句和学生过往在数学课上学到的运算原理也不一样，教师要充分意识到这个难点的存在。
尽量采用打比方、做游戏等形象生动的形式来帮助学生理解这个知识点。
在任务驱动的大背景下，多引导学生对碰到的问题展开分析和思考，教师要提供出一些适合学生小组参与的活动形式，让学生的自主探究能在小组活动的氛围中进行得更深入。
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整体框图光时，R W>2MΩ，此时HD14011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R 2R 6R 8C 1R beVi2R 6R 2R 8C 1N PNV C CR 7C 2延时电路Ib=（Vcc-Vbe ）/R 2 =1.4uA 在饱和工作区不满足I c =βI b 且I b >I bs 令I b=10I bs由此可得R 8=510K Ω R 2=3M Ω 当有声音时：灯亮，要求第一个与非门的一脚为高电平，三极管工作在放大区且输出高电平3.4V 。
在麦克两端产生一个交流信号，经过电容而将脚置成高电平，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。
《设计模拟声控灯》讲义一、声控灯的简介声控灯是一种通过声音来控制开启和关闭的照明设备，它在我们的日常生活中应用广泛，如楼道、走廊、厕所等场所。
声控灯的出现给我们带来了很多便利，既能实现自动照明，又能节约能源。
二、声控灯的工作原理声控灯的核心原理是声音传感器和控制电路的协同工作。
声音传感器负责检测环境中的声音信号，并将其转换为电信号。
控制电路则对这些电信号进行处理和判断，当声音强度达到一定阈值时，控制电路就会触发灯泡的开启或关闭。
具体来说，声音传感器通常采用驻极体话筒。
当声音作用于话筒时，话筒内部的驻极体薄膜会发生振动，从而改变电容的大小，产生电信号。
这个电信号经过放大、滤波等处理后，输入到控制芯片中。
控制芯片会根据预设的程序和算法，对输入的电信号进行分析和判断。
如果电信号的强度超过了设定的阈值，控制芯片就会输出一个高电平信号，驱动继电器或晶闸管等开关元件，使灯泡接通电源，从而点亮灯泡。
当声音消失后，经过一段延迟时间（通常可以调节），控制芯片会输出低电平信号，关闭开关元件，灯泡熄灭。
三、声控灯的组成部分1、声音传感器如前面所述，用于检测声音信号。
2、控制电路包括放大电路、滤波电路、比较电路、延时电路等，负责对声音传感器输出的电信号进行处理和控制。
3、电源为整个声控灯系统提供电力支持。
4、灯泡作为照明光源，常见的有白炽灯泡、节能灯、LED 灯泡等。
四、设计模拟声控灯的准备工作在开始设计模拟声控灯之前，我们需要准备以下材料和工具：1、电子元件驻极体话筒运算放大器芯片（如 LM358）比较器芯片（如 LM393）电容器、电阻器（各种阻值）二极管（如 1N4148）三极管（如 9013）继电器2、工具电烙铁焊锡丝剪刀、剥线钳万用表3、其他材料洞洞板导线五、模拟声控灯的电路设计1、声音检测电路使用驻极体话筒将声音信号转换为电信号，然后通过运算放大器进行放大，再经过滤波电路去除噪声和干扰。
2、比较电路将放大和滤波后的电信号输入到比较器中，与预设的阈值电压进行比较。
《自制声控灯--实现开环控制》讲义《自制声控灯实现开环控制》讲义在我们的日常生活中，灯光的控制方式多种多样，其中声控灯因其便捷和智能化的特点而备受欢迎。
今天，我们就来一起探讨如何自制声控灯，并深入了解其中的开环控制原理。
一、声控灯的原理声控灯的核心原理是声音信号的采集和处理，以及对灯光的控制。
当环境中有声音产生时，声音传感器会将声音信号转换为电信号。
这个电信号经过一系列的处理和放大，最终触发灯光的开启或关闭。
在开环控制系统中，控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系。
也就是说，系统的输出量不会对控制作用产生影响。
对于声控灯来说，声音的输入决定了灯光的状态，但灯光的状态不会反过来影响声音的采集和处理。
二、所需材料和工具要制作一个简单的声控灯，我们需要准备以下材料和工具：1、声音传感器：用于采集声音信号。
2、控制器（如单片机）：对声音信号进行处理和判断。
3、继电器：用于控制灯光的通断。
4、灯泡及灯座：提供照明。
5、电源：为整个系统供电。
6、电路板：用于安装和连接各个元件。
7、电线、焊锡等连接材料。
8、电钻、螺丝刀等工具。
三、制作步骤1、首先，将声音传感器焊接在电路板上，并连接好相关的线路。
注意焊接的质量，确保线路连接牢固，避免虚焊。
2、接下来，安装控制器，并将声音传感器的输出引脚与控制器的输入引脚相连接。
根据控制器的型号和说明书，设置好相关的参数和引脚功能。
3、然后，将继电器连接到控制器的输出引脚。
继电器的作用是通过小电流控制大电流，从而实现对灯泡电源的通断控制。
4、安装灯泡和灯座，并将灯泡的电源线与继电器的输出端相连接。
5、最后，连接电源。
确保电源的电压和电流符合系统的要求，避免因电源问题导致系统故障。
四、电路设计与连接在设计电路时，需要考虑各个元件之间的兼容性和稳定性。
声音传感器的输出信号通常较弱，需要经过放大电路进行放大，然后再输入到控制器中。
控制器根据预设的阈值来判断是否触发继电器动作。
电子小制作:自制声控灯电子小制作: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、元器件的准备表7序号元器件规格R1、R2680kΩ、1/8W碳膜电阻器R3330kΩ、1/8W碳膜电阻器R413kΩ、1/8W碳膜电阻器R5、R6 2.7kΩ、1/8W碳膜电阻器C110μF/10V电解电容器C247μF/10V电解电容器C3100μF/10V电解电容器VD1N4148二极管VT1~VT39014等NPN型三极管VT49015等PNP型三极管BΦ27压电陶瓷片K JRC4098型6V继电器SA1×2小型开关6V 电池夹50mm×25mm 电路板所用的元器件如表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JRC4098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R4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C2来完成的。
电阻器R4是三极管VT2的集电极负载,三极管VT3的集电极负载是电阻器R5。
3、输入端口（A B C D 滑竿光线声音）4、输出端口（左马达右马达）5、链接LED 灯开始运行循环条件否是亮灯5 秒任务分析如何实现？解决方案：程序分析：（1）使用如果那么进行判断，如果满足条件，灯亮5 秒。
然后熄灭，继续循环判断。
（2）条件1：声音大于多少，光线低于多少；（3）使用魔盒链接，使用盛思模块中的传感器测量值。
思考分析回答提问展示流程图小组展示流程图由任务出发，培养思路。
小组合作分工。
展示中取长补短小试牛刀任务一：使用魔盒和程序让灯亮起来程序实现：鼓励尝试小组分工1、找出所用物品；2、程序制作：3、测试程序分别拖出单个模块，让学生尝试搭建（目标2：盛思模块中传感器测量值模块的方法）（目标3：控制模块中“如果那么”结构的使用方法）动手尝试，完成学案中任务一。
1. 写流程2. 写程序3. 列模块清单4. 组装模块5. 测试完善程序任务二：优化程序，增加条件，利用盛思魔盒实现声光控灯的制作。
程序实现：拖出当模块，让学生尝试搭建，调试。
（目标3：数字与逻辑运算模块中模块的使用方法）动手尝试调试条件培养优化思维。
创意发现是程序的来源。
传授新知1、问题：条件中的“且”是同时满足条件。
2、魔盒中的实验操作输入端口和输出端口的应用。
凝听理解识记分析程序入手，简单的优化理念。
晋级挑战任务三：结合角色和场景变化，模拟出现实情况。
1.添加角色和场景；2.设定角色的位置；3.程序制作；4.测试程序：动手操作熟练操作角色和场景的切换。
教师演示，帮助学生熟悉操作方法。
强调编程中注意事项。
《自制声控灯--实现开环控制》知识清单《自制声控灯实现开环控制》知识清单在我们的日常生活中，灯光的控制方式多种多样，而声控灯以其独特的便捷性和趣味性受到了大家的喜爱。
今天，我们就来一起探索如何自制声控灯，并了解其中的开环控制原理。
一、所需材料1、麦克风：用于接收声音信号。
2、放大器：将麦克风接收到的微弱信号放大。
3、比较器：用于比较输入信号的大小。
4、继电器：实现电路的通断控制。
5、灯泡及灯座：提供照明。
6、电阻、电容等电子元件：用于构建电路。
7、电源：为整个电路供电。
二、工具准备1、电烙铁：用于焊接电子元件。
2、万用表：测量电路中的电压、电阻等参数。
3、剪刀、剥线钳：处理电线。
4、螺丝刀：安装固定元件。
三、电路原理1、声音信号的采集麦克风将声音转化为电信号，但这个信号通常非常微弱。
所以，需要通过放大器将其放大，以便后续处理。
2、信号的比较与判断放大后的信号输入到比较器中。
比较器设置一个阈值电压，当输入信号的电压超过这个阈值时，比较器输出高电平；否则，输出低电平。
3、控制电路的通断比较器的输出连接到继电器的控制端。
当比较器输出高电平时，继电器吸合，电路接通，灯泡点亮；当输出低电平时，继电器断开，灯泡熄灭。
这就是一个简单的开环控制系统。
在这个系统中，输入是声音信号，输出是灯泡的亮灭，而整个过程没有反馈机制来调整控制效果。
四、制作步骤1、首先，根据电路图，在电路板上布局好各个电子元件。
2、使用电烙铁将电子元件焊接到电路板上，注意焊接的质量，避免虚焊和短路。
3、连接好电源、麦克风、放大器、比较器、继电器和灯泡等部件，确保线路连接正确无误。
4、调试电路（1）使用万用表测量各个节点的电压，检查是否符合预期。
（2）通过发出不同强度的声音，观察灯泡的亮灭情况，调整比较器的阈值，以达到满意的控制效果。
五、可能遇到的问题及解决方法1、灯泡不亮（1）检查电路连接是否正确，有无断路或短路。
（2）检查电子元件是否损坏，可使用万用表进行检测。
《设计模拟声控灯》讲义一、声控灯的简介声控灯是一种通过声音来控制开启和关闭的照明设备，在日常生活中应用广泛，比如楼道、走廊、厕所等场所。
它能够在有人发出声音时自动亮起，一段时间无人发声后自动熄灭，既方便又节能。
二、声控灯的工作原理声控灯的核心部件包括声音传感器、控制电路和灯泡。
声音传感器负责接收声音信号，并将其转换为电信号。
常见的声音传感器有驻极体话筒，它能够将声音的振动转化为电信号的变化。
控制电路对声音传感器传来的电信号进行处理和判断。
当电信号的强度超过一定阈值时，控制电路会控制灯泡接通电源，使其发光。
经过一段预设的时间，如果没有新的声音超过阈值，控制电路则会切断灯泡的电源，使其熄灭。
三、设计模拟声控灯所需的材料要设计一个模拟声控灯，我们需要准备以下材料：1、驻极体话筒：用于接收声音信号。
2、运算放大器：对声音信号进行放大。
3、比较器：用于判断声音信号的强度是否达到阈值。
4、定时器芯片：控制灯泡点亮的时间。
5、继电器：用于控制灯泡的通断。
6、电阻、电容等电子元件：用于构建电路。
7、灯泡：作为照明光源。
8、电源：为整个电路提供电能。
四、电路设计1、声音信号放大电路驻极体话筒输出的信号通常比较微弱，需要通过运算放大器进行放大。
运算放大器可以将微弱的声音信号放大到适合后续处理的幅度。
2、阈值比较电路经过放大的声音信号输入到比较器中，与预设的阈值电压进行比较。
当声音信号的电压超过阈值电压时，比较器输出高电平；否则，输出低电平。
3、延时控制电路当比较器输出高电平时，触发定时器芯片开始计时。
定时器芯片可以设置一个固定的时间，在这段时间内保持输出高电平，使继电器闭合，灯泡点亮。
当计时结束后，定时器芯片输出低电平，继电器断开，灯泡熄灭。
五、制作与调试1、制作电路板根据设计好的电路原理图，将电子元件焊接在电路板上。
在焊接过程中，要注意元件的极性和焊接质量，确保电路连接可靠。
2、调试电路接通电源后，使用发声设备（如拍手、说话等）测试声控灯是否能够正常工作。
电子工程学院课外学分申请书题目：自制声光控灯班级：B0932 姓名：龚斌华学号：13 专业：电气自动化技术实验室：开放实验室设计时间：年月日——年月日审批意见：指导教师：1.设计方案整个设计基于晶体管的声控灯设计，连接与仿真，选择适合三极管。
而整个设计的核心部分就在采用了三极管等分立元件和低电压源，通过电路中的继电器也可以控制其他电器进行工作的设计，当你对着声控电路拍手或叫喊是，电路中的继电器会工作，如果它控制小灯，可以使小灯工作几秒钟，然后自动关闭。
2.基本原理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~vd4，使电路结构简单，工作可靠性高。
顾名思义，声光控延时开关的“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，变为电子开关动作。
明确了电路的信号流程方向，即可依据主要元器件将电路划分若干个单元，由此可画图2所示的方框图。
结合图2来分析1.声音信号（脚步声,掌声）由驻极话筒bm接收换成电信号，经c1耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门（vd1）的2脚，r4，r7是vt偏置电阻，c2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，由电敏电阻rg等元件组成光控电路，r5,和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2nr8c3,改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同母的。
Vd3和vd4构成两极整形电路，将力波信号进行整形。
当c3充电到一定电平时，信号经与非门vd3,vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合，c3充满电后只向r8放电，当放到一定时，经与非门vd3,vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电路开关由开到关的过程。
二极管vd1~vd4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r1降压，c2滤波后即为电路的直流电源，为bm,vt,ic等供电。
