声光控制路灯电路课程研究设计.docVIP

景德鎮高等專科學校 毕 业 论 文 选题题目： 声光控制灯电路 指导老师： 孙小霞 所属院系： 机械电子工程系 专 业： 通信技术 姓 名： 冯唐贵 研究方向: 电子制作 选题时间： 2010年10月25日 第一章 概述 1.1设计要求及任务 此次我们组需要设计的电路是声光控制路灯电路，在此电路中，我们希望达到的目的是，使电路能根据声音和光线的作用自动发光，并且自动熄灭。在白天强光照射时，电路中灯泡不发光；而晚上无灯光或被遮光，并且有声响时灯泡发光，且延续３０秒后熄灭。 此电路图的设计主要是基于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，用途非常广泛。 1.2设计组分工 参与本次设计首先通过在思考、设计、焊制、调试阶段，资料的收集与整理、电路板的焊制，并在收集资料过程中，我在学校图书馆查阅了大量的文献，并综合网上发布的一些权威电路资料，对相关知识进行整合。最后从原件位置的布局到电路板的调试过程 第二章 原理设计 2.１方案选择 2.1.1含555定时器、光敏三极管、双向可控硅的声光控电路 简要分析其优点：此声、光同时控制的新式照明灯用光敏三极管的输出端控制555的触发控制端，用音频放大电路控制555的复位端。555定时器接成单稳态触发器，控制双向可控硅，简单易制、成本低、节电又方便。 原理图设计：设计中考虑到光敏电阻的阻值随电压升高有规律的下降，而蜂鸣器则用驻极体话筒代替。具体原理如图2-1: 图2-1为电路原理图 555定时器接成单稳态触发器，控制双向可控硅，当555定时器输出高电平，触发可控硅导通，灯泡亮，当555定时器输出低电平时，可控硅未导通，灯泡灭。电路由l0V稳压直流电源供电。为使声光同时控制，将光敏三极管的输出端控制555的触发复位端，音频放大电路控制555的触发端。 缺点：在：该电路在声强50dB时，对照明灯的有效控制率高于94％，过于敏感。很小的声音也会促使灯发光，会造成能源的浪费。 2.1.2运用ＹＱ－Ｉ制成声光控电 简要分析其优点：声光控延时开关的电路原理图见图２－１所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路ＹＱ－Ｉ，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。 图２－２为设计原理图 陶瓷压电蜂呜片B把声音变成直流控制电压。通过光敏电阻的改变，使电位发生改变，从而控制晶闸管的通断，从而达到使灯自动熄灭的目的。 缺点：降压功能不强，对晶闸管的冲击电流大，对灯泡的寿命有影响。 2.1.3声光控开关 IC CD4011应用电路 简要分析其优点：其采用集成块IC CD4011，制作起来成本低、并且节电又方便。同时，对声音的灵敏度适中，并且原件容易设计。 小结：在综合了以上三种电路的优缺点后，我们决定采用第三种方案。 2.2总体设计 由于引入的是交流电，在输入端需要引入电桥，其作用是时输入的交流信号质量变为脉冲的直流电压。为了使电路处于稳定的工作状态，必须加滤波电路，于是需要在整流电路后设计电容。 为了控制电路的通断，还是采取控制高低电平的办法，用三极管的通断直接决定灯泡的点亮和熄灭。 作为声光控电路，发光二极管和话筒都是必不可少的。在IC CD4011的连接时要注意每个引脚的具体含义，以及接地拐角的设定。 为了能更直观、更立体地展现出设计效果，我们在Protel 99 SE 软件中对原理图进行了绘制，如图2-3。 图2-4为声光控开关设计电路图 2.3设计解析 黑夜到来，光敏电阻失去光照，呈高组态，但因其一端接地，所以IC（13）脚仍为底电平。但脚步声被MIC检测到，就有脉冲从IC（1）脚输入，继而使IC（4）脚输出正脉冲信号，从而在IC内部各反相器及外围阻容元件的作用下，使可控硅导通，是照明灯点亮。 灯亮了以后，电容C2缓慢放电，当IC（5）脚电平下降到临界点时，IC（8）脚输出低电平，使灯熄灭。 灯亮的时间与R4和C2的容量有关，其时间T=R4*C2， 2.4模块说明 2.4.1整流模块 四只整流二极管D1~D4J接成电桥的形式，固有桥式镇流之称，如图2-5。镇流桥的D1~D2连接处称共阴极，用“+”标记，即电流从此处流出,D3~D4连接处称为共阳极，用“-”标记，其他两点表示接交流电源标记“~”。