基于模电的声光控延时开关课程设计

《模拟电子技术》课程设计

题 目 声光控延时灯

目 录

1 课程设计的目的 ............................................................................. 1

2 课程设计的任务与要求 ................................................................. 1

2.1 设计任务 .......................................................................................... 1

2.2 设计要求 .......................................................................................... 1

3 设计方案与论证 ............................................................................. 1

3.1 方案选择与论证 ............................................................................ 2

3.2 原理方框图 ...................................................................................... 2

4 设计原理与功能说明 ..................................................................... 3

4.1 元器件选用原理 ............................................................................ 3

4.2 总体电路图 ...................................................................................... 5

5 单元电路设计 ................................................................................. 6

5.1 声音放大电路 ................................................................................. 6

5.2 整流电路 .......................................................................................... 7

5.3 光敏电路 .......................................................................................... 8

5.4 电子开关 .......................................................................................... 8

5.5 延时电路与交流开关 ................................................................... 9

5.6 电源电路 ........................................................................................ 10

6 硬件的制作与调试 ....................................................................... 10

6.1 电烙铁的使用 ............................................................................... 10

6.2 电子产品的调试与仿真 ............................................................ 11

7 总结 ............................................................................................... 12

7.1 心得体会 ........................................................................................ 12

7.2 安装与制作 .................................................................................... 13

7.3 焊接 .................................................................................................. 16

参考文献 ............................................................................................. 18

附录一：总体电路原理图 ................................................................. 19

附录二：元器件清单表 ..................................................................... 20

1 课程设计的目的

通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《模拟电子技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用模拟电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。认识声光控开关电路的结构和原理。熟练掌握三极管的参数、作用及测量方法。了解场效应管、可控硅等元件的作用及测量方法。掌握放大电路的简单分析。掌握简单可控开关的制作方法。学习掌握焊接技术以及电路元件的装配。熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。

2 课程设计的任务与要求

2.1 设计任务

1.电路能够通过对光线强弱的感应和通过对声音强弱的感应设置两级开关，控制照明灯的亮灭。

2．电路能够实现有光线时灭，无光线时有声亮，并且照明灯点亮一段后自动关断。

3．电路如果在照明灯点亮期间，又有新的声源出现，照明灯应重新开启。

4．根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计过程。针对原理电路按给出电路图的要求，选取元件、识别和测试。分析电路原理并安装调试。声控节电开关照明时间控制1分钟内，整个电路采用分立元器件。

2.2 设计要求

设计制作一声、光控延时灯，满足：在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态。光不亮：夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、掌声等都能使灯亮，延时40~50秒后节电开关自动关闭、灯灭。下一次有触发时再次打开开关。该开关适用与楼道、厕所、洗刷间、走廊等公共场所。

3 设计方案与论证

3.1 方案选择与论证

从实验的主要内容与要求中可以看出该电路可以有以下几个方案：

方案一：利用门电路来完成声光控的调节，其电路图如下图3-1所示。

图3-1 电路图

此方案电路较为复杂，各方面要求较高。

方案二：采用运算放大器进行控制。运算放大器可将由传感器获得的微弱声音信号进行放大，结合光控电路部分从而控制灯的亮灭。正常情况下，运算放大器不工作，直到有信号时才工作，将信号放大后送入NE555时基电路和阻容组件组成音调振荡器，输出音频信号。传感器可采用声音传感器。实现方法，可将声音传感器装在走廊、楼道等处。

此方案需要使用运算放大器，使电路变得复杂。而且，目前市场上很难买到运算放大器。此外，运算放大器的价格比普通组件都要贵，这也增加了设计成本。

方案三：采用三极管与可控硅进行控制，无声音情况时，使三极管处在截止状态，则被控器的声、光信号产生电路不工作；一旦有声音情况，立即使三极管导通，被控器的声、光信号产生电路产生声、光信号，使灯亮。

与方案一、方案二相比，方案三有着明显的优点。主要在于其电路简单，更实用，设计成本也比较低。市场上也有好多类似的声光控延时灯产品。此次课程设计，我采用的正是第三种方案。

3.2 原理方框图

下图3-2是该声控照明节电开关电路原理方框，由话筒、声音放大、倍压整流、

光控、电子开关、延时和交流开关七部分电路组成。

图3-2原理方框图

4 设计原理与功能说明

4.1 元器件选用原理

电阻器简称电阻，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，即它是一个耗能元件，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。

电阻的阻值标法通常有色环法，数字法。色环法在一般的电阻上比较常见。由于手机电路中的电阻一般比较小，很少被标上阻值，即使有，电阻一般也采用数字法，即：10^1——表示10Ω的电阻；10^2——表示100Ω的电阻；10^3——表示1KΩ的电阻；10^4——表示10KΩ的电阻；10^6——表示1MΩ的电阻；10^7——表示10MΩ的电阻。

如果一个电阻上标为22*10^3，则这个电阻为22KΩ。数码法用三位数字表示元件的标称值。从左至右，前两位表示有效数位，第三位表示10n(n=0～8)。当n=9时为特例，表示10^(-1)。塑料电阻器的103表示10*10^3=10k。片状电阻多用数码法标示，如512表示5.1kΩ。电容上数码标示479为47*10^(-1)=4.7pF。而标志是0或000的电阻器，表示是跳线，阻值为0Ω。数码法标示时，电阻单位为欧姆，电容单位为PF，电感一般不用数码标示。

电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等：它又包含固定电阻与可变电阻，光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻等。通常来说，使用万用表可以很容易判断出电阻的好坏：将万用表调节在电阻挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。应注意的是，测试电阻时手不能接触到表笔的金属部分。