声光控制楼道灯开关设计VIP

声光控制楼道灯开关设计【摘 要】为了适应发展，更好的锻炼自己，使理论和实践更好的结合，根据学校指示在之际，做了这次毕业设计。毕业设计是高职教学过程中一个十分重要的环节，是锻炼学生运用所学知识正确分析解决实际问题的一个重要方面，也是高职培养应用型专业人才的要求。我们本着一切从实出发的方针，严肃认真，独立思考，自己动手，实事求是的态度完成。在指导老师的大力帮助下运用自己所学知识做了这个设计。这次设计充分体现了学院 修德强能、严禁精细、经世致用的思想。社会的进一步发展，各式各样的灯层出不穷，为了防止公物损坏，节约用电，设计了各种控制灯，例如公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声控走廊灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。下面主要介绍升空走廊灯开关的原理。【关键词】 声控 开关 方便省电1目 录前言 4第 1 章元器件的介绍和检测 51.1 电阻 51.1.1 电阻的定义 51.1.2 电阻的种类 51.1.3 电阻的标识 51.2 电容 51.2.1 电容的定义 61.2.2 电容的检测 61.3 二极管 61.3.1 二极管的定义61.3.2 二极管的分类 61.4 三极管 71.4.1 三极管的定义 71.4.2 晶体三极管的结构和类型 71.5 晶闸管 81.5.1 晶闸管的定义 81.5.2 晶闸管的检测 81.6 压电陶瓷片 91.6.1 压电陶瓷片的定义 91.6.2 压电陶瓷片的检测 91.7 六反相器 91.8 硅整流桥 101.8.1 硅整流桥好坏的测试 102第 2 章焊接 102.1.1 焊料与焊剂的选择 102.1.2 电烙铁与电烙铁头的选择102.1.3 焊点的质量 112.2 焊接的顺序及方法11第 3 章声控走廊灯开关电路的原理分析 123.1 声控走廊灯开关电路工作原理 123.2 整流、降压、滤波电路 123.2.1 桥式整流电路 123.2.2 滤波电路133.3 声控走廊灯开关电路原理图 13第 4 章 调试 14第 5 章 结语 155.1 全文总结 15致谢16参考文献173前言科技的进步使电灯的样式、种类以及对灯的控制方式千变万化，随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以我们要建立起节约能源的意识，电能的节约首当其冲，而电灯的使用最为普遍，所以设计一种自动控制灯开关的电路是非常必要的，声控灯开关就是其中的一种。声控电路已成为人们日常中不可缺少的必须品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活带来及大的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如跺脚）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于本电路应用于人们的日常生活中，所以，起到很大的作用。该电路在设计时应用了仿真软件，来进行仿真然后才确定下来的，虽然用的仅仅是 EWB 软件，但是在论文中也上比较有特色的，能够使人们在不知不觉感受到方便。公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。声控灯在光线充足时，任你发出多大的声音都不亮；但在黑夜，轻轻一声它就发出了亮光，这是由于声控灯含光控电路，以防止其在光线足够的时候不工作，所以声控灯的控制盒是声、光同时控制的，在光亮度能达到的情况下，灯不会亮。你可以做一个小实验，你可以用手遮挡声控开关的光控原件然后在发出声音，灯就会亮了。声控走廊灯白天呈关闭状态，夜晚听到声响时自动发光，具有节能的优点，因此我们选择了这个课题。4第一章 元器件的介绍和检测1.1 电阻1.1.1 电阻的定义 电阻是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。它的基本单位是欧姆。1.1.2 电阻的种类电阻的种类有很多，通常有三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。光敏电阻 是一种电阻值随外界光照的强弱的变化而变化的元件，光越强阻值越小，反之，光越弱阻值越大。光敏电阻又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值岁入射光的强弱而改变的电阻器；可以将光的变化转换为电的变化。通常，光敏电阻器都制成薄片结构，便于吸取更多的 光能。当他受到光的照射时，半导体片 内部就激发出电子空穴对，参与导电，增强电路的电流。根据光敏电阻的光谱特性，可分为紫外光敏电阻器、红外光敏电阻器和可见光光敏电阻器。 紫外光敏电阻器用于探测紫外线。红外光敏电阻器应用于导弹制导、天文探测、非接触测量、人体病变探测、红外光谱、红外通信等国防、科学研究和工农业。可见光光敏电阻器主要用于各种光电控制系统，光电跟踪系统等方面。光敏电阻的主要参数有 亮电阻、暗电阻、光电特性、光谱特性和频率特性、温度特性。光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。原理是用于制作光敏电阻的材料主要是硫化物、石西化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳内，以免受潮影响其灵敏度。当收到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，价带中就会产生正电荷的空穴，使其电阻率变小，从而组值下降。光愈强阻值越低，反之。1.1.3 电阻的标识5国际上惯用色环标注法，规则是最后一圈是代表误差，对于四环电阻，前两环代表有效值，第三环代表乘上的次方数。1.1.4 电阻的检测 将两表笔分别于电阻的两引脚相接即可测出实际电阻值。1.2 电容 1.2.1 电容的定义电容是储存电荷的容器，用字母 C 表示。1.2.2 电容器的检测1.固定电容器的检测（1）、检测 10PF 以下的小电容因 10PF 以下的固定电容器的容量太小。用万用表测量，只能定性的检查其是否有漏电、短路还是击穿。测量时，万用表选用 R*10K 档，两表笔接两引脚，组值应为无穷大，否则说明电容漏电或者已被击穿。（2） 检测 10PF0.01F 固定电容是否有充电现象，并判断其好坏。万用表选用 R*1K 档，两只三极管的 值均在一百以上，且穿透电流很小。两表笔分别与发射极和集电极相接。指针摆动幅度应加大。（3）对于 0.01F 以上的固定电容可以用 R*10K 档直接测试电容器是否有充电现象以及有无短路或漏电现象，并根据指针摆动大小估计出其容量。2.电解电容器的检测（1） 因为电解电容的容量比一般的固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同的容量选用不同的量程。一般是 147F 间的用 R*1K 档，大于 47UF 的用 R*100K 档。（2） 将万用表的红笔接负极，黑笔接正极，在刚接触时万用表指针向右偏转较大（对于同一电阻档，容量越大，偏转越大），接着向左回转，知道停在某一位置。这时的阻值就是正向漏电阻，略比反向漏电阻大，一般数值应在几百千欧姆以上否则不会正常工作。指针不动说明正反向均无充电现象，则容器容量消失或内部断路：若阻值很小几乎为零，说明电容漏电或已被击穿不能再使用。（3） 对于正负极标志不明的电解电容，可利用上述方法辨。 即两引脚分别加黑红表笔，比较阻值，大的一次是正向接法，即是“黑正红负”。61.3 二极管1.3.1 二极管的定义半导体是一种具有特殊性质的物质，它不完全导电，又不是完全不导电，它介于两者之间，所以叫半导体。其明显的特征是单向导电性，1.3.2 二极管的分类二极管的种类也有很多按材料分有锗管和硅管按用途有检波管，整流管和稳压等。光电二极管的检测 光电二极管是一种把光照强弱转换成电信号的半导体器件，可以用万用表测量，使用 R1k 档，红黑表笔随意接两引脚，指针偏转应很小，一般应在 200 千欧姆以上（注意要避开光）。若有光指针偏转应很大。去掉光应恢复无光的组值。这样二极管才是良好的。1.4 三极管 1.4.1 三极管的定义半导体三极管也叫晶体三极管，可以说它是电子电路中的重要器件。主要功能是放大电流或者开关作用。它有两个 PN 结共用的一个极是基极 B,其他两个是集电极 C 和发射极 e。由于结合方式不同，分为 NPN 型和 PNP 型两种。1.4.2 三极管（1）三极管的结构和类型 晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的 PN 结，两个 PN 结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有 PNP 和 NPN 两种，如图从三个区引出相应的电极，分别为基极 b 发射极 e 和集电极 c。发射区和基区之间的 PN 结叫发射结，集电区和基区之间的 PN 结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大，PNP 型三极管发射区“发射“的是空穴，其移动方向与电流方向一致，故发射极箭头向里；NPN 型三极管发射区“发射“的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是 PN 结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有 PNP 型和 NPN 型两种类型。 （2)三极管的封装形式和管脚识别 常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类，引脚的排列方式具有一定的规律，如图对于小功率金属封装三极管，按图示底视图位置放置，使三个引脚构成等腰7三角形的顶点上，从左向右依次为 e b c；对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为 e b c。 目前，国内各种类型的晶体三极管有许多种，管脚的排列不尽相同，在使用中不确定管脚排列的三极管，必须进行测量确定各管脚正确的位置，或查找晶体管使用手册，明确三极管的特性及相应的技术参数和资料。 (3)三极管的电流放大作用 晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将 Ic/Ib 的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。 1.5 晶闸管 1.5.1 晶闸管的定义晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957 年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于 1958 年将其商业化；晶闸管是 PNPN 四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极； 晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。 1.5.2 晶闸管的检测1判别各电极用万用表 R1 或 R10 档分别测量双向晶闸管三个引脚间的正、反向电阻值，若测得某一管脚与其它两脚均不通，则此脚便是主电极 T2。找出 T2 极之后，剩下的两脚便是主电极 T1 和门极 G3。测量这两脚之间的正反向电阻值，会测得两个均较小的电阻值。在电阻值较小（约几十欧姆）的一次测量中，黑表笔接的是主电极 T1，红表笔接的是门极 G。螺栓形双向晶闸管的螺栓一端为主电极 T2，较细的引线端为门极 G，较粗的引线端为主电极 T1。金属封装（TO3）双向晶闸管的外壳为主电极 T2。塑封（TO220）双向晶徊管的中间引脚为主电极 T2，该极通常与自带小散热片相连。2判别其好坏8用万用表 R1 或 R10 档测量双向晶闸管的主电极 T1 与主电极 T2 之间、主电极 T2与门极 G 之间的正、反向电阻值，正常时均应接近无穷大。若测得电阻值均很小，则说明该晶闸管电极间已击穿或漏电短路。测量主电极 T1 与门极 G 之间的正、反向电阻值，正常时均应在几十欧姆（）至一百欧姆（）之间（黑表笔接 T1 极，红表笔接 G 极时，测得的正向电阻值较反向电阻值略小一些）。若测得 T1 极与 G 极之间的正、反处电阻值均为无穷大，则说明该晶闸管已开路损坏。3触发能力检测对于工作电流为 8A 以下的小功率双向晶闸管，可用万用表 R1 档直接测量。测量时先将黑表笔接主电极 T2，红表笔接主电极 T1，然后用镊子将 T2 极与门极 G 短路，给G 极加上正极性触发信号，若此时测得的电阻值由无穷大变为十几欧姆（），则说明该晶闸管已被触发导通，导通方向为 T2T1。再将黑表笔接主电极 T1，红表笔接主电极 T2，用镊子将 T2 极与门极 G 之间短路，给 G极加上负极性触发信号时，测得的电阻值应由无穷大变为十几欧姆，则说明该晶闸管已被触发导通，导通方向为 T1T2。若在晶闸管被触发导通后断开 G 极，T2、T1 极间不能维持低阻导通状态而阻值变为无穷大，则说明该双向晶闸管性能不良或已经损坏。若给 G 极加上正（或负）极性触发信号后，晶闸管仍不导通（T1 与 T2 间的正、反向电阻值仍为无穷大），则说明该晶闸管已损坏，无触发导通能力。对于工作电流以 8A 以上的中、大功率双向晶闸管，在测量其触发能力时，可先在万用表的某支表笔上串接 13 节 1.5V 干电池，然后再用 R1 档按上述方法测量。对于耐压为 400V 以上的双向晶闸管，也可以用 220V 交流电压来测试其触发能力及性能好坏。将电源插头接入市电后，双向晶闸管处于截止状态，灯泡不亮（若此时灯泡正常发光，则说明被测晶闸管的 T1、T2 极之间已击穿短路；若灯泡微亮，则说明被测晶闸管漏电损坏）。按动一下按钮 S，为晶闸管的门极 G 提供触发电压信号，正常时晶闸管应立即被触发导通，灯泡正常发光