声光控延时开关_商品面板实物-Protel电路图SCH和电路板图PCB_03

电工电子实训课外综合训练=项目名称：通用楼道灯声光控制开关班级：电气12-3班组长：高萌小组成员：柴宏大陈泓倩崔俊峰杜佳维高萌指导教师：***完成日期：2016/1/17摘要每当我们晚上走在楼梯道里你会发现灯会突然亮，走过后灯会自动灭如果让楼道的照明灯一直亮着，则难免会浪费电力资源，特别是在当今这个资源紧张的时代，提倡节约型社会是我们国家的宗旨，也是可持续发展的一个良好表现。

因此设计一种既不浪费电力又很方便实用的照明灯系统是很有实用价值意义的一件事。

这里通过设计此系统电路来说明光敏电阻，双向可控硅，驻极体传声器，CD4011等器件的用法和原理。

在本设计中介绍了声光控路灯控制器白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。

夜晚光暗，电路的拾音器的组成、性能，适用范围及工作原理，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。

只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电。

关键词: 电源，整流，稳压器，可控硅，CD4011，光敏电阻目录前言 (1)1.方案论证 (2)1.1 方案1 (2)1.2 方案2 (2)1.3方案选择 (3)2.电路的原理分析 (3)2.1工作原理 (3)3．芯片及元件选择部分 (4)3.1 CD4011数字集成芯片 (4)3.2 驻极体传声 (5)3.3晶闸管 (6)3.4 光敏电阻 (8)4．单元电路 (9)4.1稳压电源 (9)4.2主电路 (10)4.3声控电路 (10)4.4光控电路 (11)4.5延时电路 (11)4.6逻辑电平反转电路 (12)5．电路制作与调试 (12)5.1元器件清单 (12)5.2 安装制作 (13)5.3调试准备—检查电路 (13)5.4通电观察 (13)5.5调试 (14)6技术经济分析 (14)7 实物展示 (14)心得体会 (15)参考文献 (16)前言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，而且贴近我们的实际生活。

目录任务书 (1)摘要 (2)第一章方案提出 (3)第二章电路基本组成与工作原理 (4)第一节．电源电路图 (4)第二节．光控控制电路 (5)第三节．声控控制电路 (6)第四节．延时控制电路 (7)第五节．总电路图 (11)第三章简易声光控延时照明灯电路的介绍.12第一节．电路的用途 (12)第二节．工作原理 (12)第四章元件清单 (13)第五章总结 (14)第六章参考文献 (15)课程设计任务书题目：声光控延时照明灯电路专业：学号：姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容1、阅读相关科技文献。

2、学习protel软件的使用。

3、学会整理和总结设计文档报告。

4、学习如何查找器件手册及相关参数。

技术要求1.要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应，控制照明灯第一级开关。

2.要求电路能够通过照明灯开关对声强的感应，在第一级开关开通的前提下，控制照明灯的灯亮。

3.要求电路能够实现照明灯点亮时间t后自动关断，并且时间t可以手动调节。

4.要求电路如果在照明灯点亮期间又有新的生源出现，照明灯应重新通电时间t。

主要参考文献1、何小艇，电子系统设计，浙江大学出版社，2001年6月2、姚富安，电子电路设计与实践，山东科技大学出版社，2001年10月3、王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学出版社，1999年10月4、李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学出版社，2005年6月5、康华光，电子技术基础，高等出版社，2003年完成期限：指导老师签章：专业负责人签章：2009年6月17日摘要电路采用两级控制（光线强弱的感应与声强的感应）。

光线强时，光敏电阻RL的阻值变小，R9、RL导通，555定时器的复位端4至于低电平，使555定时器的Q端为0（及不工作）；光线弱时，光敏电阻RL的阻值变大，R10导通，555定时器的复位端4至于高电平，使555定时器的Q端为1（及工作）；555和R6、C5等组成单稳定时电路，定时时间td=,时间可通过调节R6的大小来控制。

声光控延时开关近年来，完全智能化的声光自控延时开关渐渐地被人们认识和采用，这种节能开关，真正实现了人来灯亮，人走灯灭，既方便，又节能，目前已成为公共场所照明开关的主流产品。

然而，作为一种新型产品，在选择、安装、使用上必然有它的自身特点，如果使用不当，就可能使开关的功能特点得不到充分发挥甚至浪费，因此，本文就声光控开关的选择、应用及相关问题做一解答，希望对大家有所帮助。

声光控的应用特点声光控延时控制器可以在白天停用电灯，晚上人去存有声音时自动关灯，延时一分钟自动点燃，真正努力做到了人去灯暗，人走灯灭，这种控制器存有许多优点，一就是省电，由于灯泡大部分时间不工作，因此节电效率很高，超过80%左右；二就是便利，首先，不必碰触，全自动智能控制，另外，接线直观、加装便利，不必修改原照明设备电路；三就是省灯泡，正常情况下，一只灯泡可以采用两年左右。

另外，就是在一定场所采用还Eymet防盗促进作用。

实践证明，此种产品就是公共场所照明设备控制器的理想挑选，被人们喻为“长明灯的克星”。

怎样正解选择和使用声光控必须恰当挑选声光控控制器，首先必须确认功率类型（白炽灯或节能灯），然后必须确认加装边线（普通墙壁控制器还是灯头型）接着必须看看接线方式（单极性或双极性）;用户可以根据自己所需的加装形式、暗盒尺寸、外观建议、接线方式、所须要功能展开对应挑选。

单极性供电（两线接线）：同普通开关，串接在单个火线中对负载进行开/关控制，单极性开关可直接代换墙壁开关使用。

双极性供电（三线接线）：需要接零线，三个接线端：火线，零线，出线（接负载）又极性开关不可以直接替换墙壁开关。

声光控控制器加装与否便利，必须特别注意哪些问题声光控开关可以同机械开关一样，串联在灯泡回路中工作，因此，更换时无须更改原来线路，可根据固定孔及外观要求选择合适的产品直接更换，接线时也不需考虑极性。

但是，声光控开关是一种电子产品，鉴于价格及体积诸方面原因，声光控开关对负载大小有一定要求，负载过大容易造成内部功率器件过热甚至失控，以至损坏，所以，普通型控制负载最好在60瓦以下为宜，声光控开关的负载－灯泡是经常更换部件，如果灯口或灯泡质量不良造成220伏电压短路，形成极大的瞬间电流烧坏开关内功率器件。

该电路是目前市面上常用的声光路灯控制器的原理图.220V市电经过VD1~VD4组成的桥式整流输出脉动电压,经过R1,VD5,C1降压滤波后,由VS提供11V的稳定直流电压,为控制电路提供电源供给.静态待机状态下：BM无信号输入，V1处于静止放大状态，因为C3的隔直作用，V2基极无偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。

当外界光照强度足够时：RG呈现低阻抗状态，即使短路C3，V2的基极也得不到足够的偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。

当外界光照强度较弱且无声音信号时：RG呈现高阻抗状态，与R7,R8的阻值相比可视作RG为开路状态，但因为C3的隔直作用，V2基极无偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。

当外界光照强度较弱且有声音信号时：RG呈现高阻抗状态，与R7,R8的阻值相比可视作RG为开路状态。

BM输出的音频信号经过V1放大在其集电极产生了幅度极高的音频信号，通过C3耦合，这个放大后的音频信号正极性部分经过R5,R6,R7,R8分压后为V2提供了足够强的基极偏置，V2进入导通状态致使V3进入饱和导通状态，电源通过V3,VD6向C4充电，由于音频信号的频率不会很高而且声音信号有一定的持续时间，C4在这段时间内可以被充满电至10V左右，此时C4通过R10为可控硅VT提供了足够的导通电压，EL获得足够的电流，处于发光状态。

当声音信号消失后，由于VD6被反向偏置，C4上的电荷只能通过R10,VT放电，而C4和R10的放电时间常数比较大，VT会保持持续导通，直到C4上的电压不足以使VT导通时，EL恢复到熄灭状态。

一、引言 (2)二、系统设计 (2)三、原理描述 (2)四、元器件的选择 (3)4.1 驻级话筒 (3)4.1.1驻级话筒的结构 (3)4.1.2驻级话筒的接法 (3)4.1.3驻级话筒的输出方式 (3)4.1.4驻极体话筒的特性参数 (3)4.1.5驻级话筒的极性判别 (3)4.1.6驻级话筒的特性参数 (3)4.2光敏电阻器 (3)4.2.1光敏电阻的检测 (3)4.4 CD4011 (3)4.5 555定时器 (3)4.5.1 555定时器的功能。

(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。

如果阈值输入端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，使输出为低电平。

(3)4.5.2 555的引脚 (3)4.6发光二极管 (3)4.6.1LED芯片的发展 (3)4.7三极管 (3)五、电路模块 (3)5.1 声光检测模块 (3)5.1.1声音放大电路 (3)5.1.2光控制电路 (3)5.2逻辑门 (3)5.3 555延时环节 (3)5.4 被控制电路 (3)六、PCB板的制作与调试 (3)6.1 pcb的绘制 (3)6.2 pcb板的制作 (3)七课程设计总结 (3)八、参考文献 (3)一、引言作为对过去一段时间学习传感器的成功的检验，开展了这次传感器课程设计。

这次课程设计共有六十个题目可供选择，专业的每一位同学都会有一个题目，并且由自己独立完成，题目最后由抽签决定，我抽到的是声光控延时开关。

声光控延时开关应用非常广泛，也是比较常见的一种开关。

声控开关电路图及工作原理
随着信息科技的发展，在很多公共场所，都用声光控延时开关代替一些楼道上的开关，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，楼道的灯才会自动点亮，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，由此达到节能的目的。

因它使用方便，设计灵活，性能可靠广泛应用于各公共场所。

声控灯就是运用声音来控制灯的开关的。

原理分析：声控开关内有一麦克风、光敏电阻、三极管、电容器等电子元件，白天的时候，由于光敏电阻的阻值较小。

就会屏蔽掉麦克风的信号输入。

这样即使有很大的声音。

但是因为光敏电阻的下拉导致信号无法继续传送，所以白天的时候不亮。

夜晚的时候，光敏电阻阻值变大。

此时如果有较大的声音的话。

声音会通过麦克风转化为电信号。

然后后级的放大电路将此小信号放大。

最后推动晶闸管导通，此时灯泡就会点亮。

在晶闸管驱动电路中有一个阻容放电电路。

这个电路就是延时电路。

电容值的大小和电阻值的大小都会影响到延时量的变化。

当电容器中的电荷放尽的时候，晶闸管就会在交流过零后自动关闭，此时灯泡就会熄灭了。

通过这次电路分析，对声控开关的原理有了进一步的认识，声控开关室日常生活中常见的东西，但很少注意它是如何工作的，当然未来生活中声光控电路肯定不仅应用于灯开关，还可以应用很多的自动开关电路，甚至还可以做成简易的报警电路；这值得进一步探究。

一、电路图：二、电路原理：1．D2～D5构成桥式电路，在U1D输出端为低电平时，可控硅SCR不导通，电灯LAMP无电流通路不会点亮。

只有在U1D输出端为高电平时，可控硅SCR1导通时，电灯LAMP才会点亮。

2．D2～D5、R7、DW、C3组成稳压二极管稳压电路产生7.5V直流电压给控制电路供电。

3．控制电路由三极管9013、COMS电路四与非门CD4011等元件组成。

声电转换器MIC将声音转换成电信号、光敏电阻MG45受光线控制改变其阻值的大小（光强电阻变小）。

C2、R5组成亮灯延时电路，时间常数＝R5×C2。

控制的具体过程请同学自己分析。

三、电路安装注意事项：电路板与220V高压连接在一起，在接220交流电时，必须接上灯泡（220V、25W即可）。

并且要特别注意防止触电。

四、思考题：1．电灯要点亮，U1A的输入端的电压应该为什么电平？2．D1管的作用是什么，是否可以省略此二极管？3．U1可以用4与门代替吗？你认为电路还有可以改动的地方吗？声光控延时开关原理与制作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，适合广大电子爱好者自制。

一、电路的工作原理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vd 1～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。

声光双控电子开关
1.题目分析
1.1声光控制的概念
声光控制指通过利用声音以与光线的变化来控制电路实现特定功能的一种电子学控制方法。

声光控制延时开关主要由声控开关，光控开关，整流电路，延时电路，滤波电路几部分组成。

1.2声光控制开关的控制方法
白天或光线较强时，电路为断开状态，灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开光进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声，说话声等声源时，开关自动打开，灯亮，并且触发自动延时电路，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了“人来灯亮，人去灯灭”，杜绝了长明灯，免去了在黑暗中寻找开关的麻烦，尤其是上下楼道带来不便。

2原理分析
2.1 总体原理分析
2.2 声控电路原理
因为声音是个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，我们可以设计一个接收设备专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号传送到下一级电路。

2.4 整流电路的原理
2.6 CD4011芯片资料
2.6.1CD4011内部结构框图
CD4011内部逻辑结构图
（1）当X=0，Y=0时，将是两个NAND门之输出均为1，违反触发器之功用，故禁止使用。

如真值表第二列。

3 双控开关电路图与其工作原理
3.1 电路原理图
声光双控开关电路原理图
夜晚有声工作仿真结果
材料清单
数量备注序号器件名称主要参数与型
号
1电阻33K 1/4W1R1 2电阻180K 1/4W1R2 3电阻51Ｋ1/4W1R3 4电阻１Ｍ1/4W1R4。

电子技术课程设计报告题目声、光、触摸三控灯延时开关学院名称电气工程学院指导教师高飞燕班级自动化1301班学号 20134460125学生姓名彭治刚2016年1月13日《电子技术课程设计》任务书1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：设计内容：应用传感器技术、模拟数字电子技术，设计一个自动声音、触摸控制的居民楼或写字楼的路灯开关电路，其技术指标与要求如下：1) 白天照度较高时，即楼道内光线充足时，开关不启动，灯熄灭。

2) 夜晚楼道内光线较差时，若楼道内充分安静，开关不启动。

3) 若在光线较差的楼道内有人发出声响，或用手触摸，启动开头，灯泡点亮，点亮时间为5分钟后熄灭。

一、方案设计与论证：对于声、光、触摸三控延时开关的设计，在强光环境下，开关是断开的，灯泡出于熄灭状态，只有触摸金属片才能触发电路。

在弱光环境下时，安静的状态下，电路依旧出于断开状态，只有在接收有声音信号时，或者触摸了金属片时，电路才会启动，灯泡发光。

所以电路中需要一个光控电路，加入光敏电阻，使电路能够对光线强弱产生感应控制电路关断，并且还需要加入一个声音接收器，能够接收声音信号来控制电路的导通。

电路导通后延时五分钟灯泡熄灭，可以设计一个定时电路或者加入定时器，控制灯泡在电路导通发光后五分钟熄灭。

二、单元电路设计与参数计数整体方案包括6个部分：电源电路部分，声控部分、光控部分、触摸控制部分、延时电路部分以及控制部分1）电源电路部分其中电源为220V交流电，并用4.87K欧姆的R10代替（220V10W）的灯泡，再经过整流桥D1, 将经过负载(灯泡)的220V交流电转换为直流，该直流电压较高，Rl、R2和Cl完成对整流后的脉动直流电压的降压和滤波。

2）、声控部分光线检测由R5和光敏电阻RC组成，光敏电阻两端的电压随着光线的强弱变化而变化，并送入集成电路CD4071的第1、2脚进行处理。

3）、光控部分声音检测由驻极体话筒MIC、C3、R4、R5、R6和Ql组成，声音信号经MIC转换为电信号后通过电容C3耦合至三极管Ql进行放大，电阻R4、R5构成Ql的直流偏置电阻，声音的有无通过Ql集电极的电压变化送到集成电路CD4071的第1、2脚进行处理，电阻R6为MIC内部的放大元件提供偏置4）、触摸部分人体触摸感应信号则通过触摸片、R3、C3进入Ql放大，并从Ql的C极输入到CD4071的1、2脚，当有无触摸信号时也将引起CD4071的1、2脚电压变化，因此CD4071的1、2脚的电压是由声音和触摸信号共同作用的结果。