声光控路灯—课程设计论文.doc

课程设计总结报告课程名称 电子技术课程设计 设计题目 声光控路灯 电工电子实习任务书一.课程设计题目1声光控路灯二.设计目的 1. 加强对模拟电子技术、数字电子技术理论的掌握和应用。 2. 培养独立分析、独立设计和解决实际问题的能力。 3. 学习查阅相关手册和资料。 4. 加强电子实物制作的动手能力。 5. 掌握信号放大的工作原理、设计及制作。三.设计要求1白天控制开关不通，在有光时，即使有声音也不能亮。在晚上或光线不足时，只要有人经过发出声音，灯泡就会点亮。2要求灵敏度高，感应距离为3米。3延时30s后开关能自动断开，灯灭。延时时间剩下2s时，有声音提示灯 即将灭。四.设计意义通过声光控路灯延时开关的设计与制作，收集用于完成声光控路灯延时开关设计与制作所需的相关资料。完成pcb板的设计与制作。按照要求制作开关实物，并完成本课题的设计论文。设计安装后，白天当有人在走道行走或说话时，灯泡不会点亮，而当晚上或光线较暗，只要有声响，则灯泡自动点亮，经设定的时间后熄灭。通过完成本课题，能锻炼自己对所学理论知识和技能的综合运用能力和实际动手能力；提高自己对文献资料的搜索和信息处理能力；具备一定的分析问题和解决问题的能力；培养自己对社会普通科学知识的了解，为毕业后走上工作岗位尽快胜任工作打下一个良好的基础。课程设计是使学生融会贯通本课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算和安装调试过程，以加深学生对所学理论的理解与应用，认识和熟悉元器件和电子测量仪器的性能指标，了解解决实际问题的一般过程，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识去解决实际工程设计问题的能力。五.设计基本部分设计一个声光控路灯延时开关，该电路能由声光两种信号控制灯的亮与灭，起到节约用电的作用。它主要由9部分组成：电源电路、检音（话筒）、感光电路、信号放大电路、控制门、延时、开关等。能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短六.设计提高部分1有效提高电路的稳定性，并且考虑到电路设计的成本。2使电路连接更加简单，增加电路节能的效率，是公共照明的理想选择。3加强电路模块化，声控与光控之间没有干扰。七.设计大致思路1.对咪头的声音信号使用同向放大，运放使用ne5532。2使用一个100k的电位器对光敏电路进行分压。3使用ne555芯片，构成单稳态触发器，对路灯进行延时。利用咪头采集声音信号，再把声音信号转化成电信号，再加三极管以及电阻，控制光控模块输出0与1的变换。利用光敏电阻的阻值随光照强度的改变而改变的特性，控制光控模块输出0与1的变化。利用555构成单稳态触发器延时，555的3引脚输出控制三极管，使三极管工作在放大区还是截止区来控制发光二极管的亮灭。cd4011是4个2输入的与非门，用来控制电路所需要的逻辑关系。电源直接供给5v，给电路中各器件供电。 八.设计具体思路 (1) 电路设计方案论证及电路设计框图 用咪头采集声音信号，再进行同向放大，放大后信号给cd4011一 号输入脚；用光敏电阻与电位器分压产生另一路“光”信号，给cd4011二号输入脚。cd4011输出脚的信号，触发555构成的单稳态触发器进入暂稳态，对路灯亮的时间进行延时。与门控制对信号进行放大咪头采集声音信号延时 光敏电阻信号采集(2) 电路工作原理阐述及电路原理图下图为用altium designer 绘制的电路原理图(3) 电路设计、参数计算及元器件选择。 ne5532是高性能低噪声双运算放大器（双运放）集成电路。与很多标准运放相似，但它具有更好的噪声性能，优良的输出驱动能力及相当高的小信号带宽，电源电压范围大等特点。因此很适合应用在高品质和专业音响设备、仪器、控制电路及电话通道放大器。用作音频放大时音色温暖，保真度高，在上世纪九十年代初的音响界被发烧友们誉为“运放之皇”，至今仍是很多音响发烧友手中必备的运放之一。用同向放大在声音信号进行放大，大概放大11倍，就可以将声音信号的最大电平达到cd4011高电平的门槛电压。 cd4011本来是四-二与非门，属于数字电路。当将它一组的两个输 入端相连时，这一组就变成了一个非门。其特点是：输入高电平时，输出低电平，输入低电平时，输出高电平。这款芯片的输入低电平的最高电压为1.5v，输入高电平的最小值为3.5v，一般来讲，输出脚需要接外部上拉电阻，用来稳定芯片的输出。 ne555是属于555系列的计时ic的其中的一种型号，555系列ic的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的ic，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波。(4)电路调试、检测、接线图焊接： 在万用板上将所用元器件合理布局，按照自己的电路图仔细焊接，尽 量避免虚焊。焊点必须焊牢，有一定的机械强度，焊点大小应均匀。检测： 按照电路图，看看自己有没有漏掉的连线，看导线与元器件引脚有没有紧密贴合。看元器件有无断线、互碰、烧焦、脱焊等现象；闻有无焦味；摸器件是否过热等。用普通万用表的欧姆档检查各点的阻值，粗查是否有短路、短路或元器件错焊等情况。用万用表测量晶体管的管脚电压和集成块各脚的电压或波形，据其电压值判断故障。测量晶体管的管脚电压和集成块各脚的电压或波形，据此电压值判断故调试：给板子5v的电源，用手遮住光线，对着咪头发出声音，看灯是否会亮11s左右再熄灭。若无法产生效果，调节滑动变阻器到适当的值，再测试功能。强光下，对着咪头发出声音，看发光二极管是否发光，不发光则功能实现。最终测试成功，滑动变阻器的阻值在60k左右，此时光线一定暗的时候，光控模块就可输出1。九.具体模块声音控制模块当咪头采集到声音时，咪头会将声音信号转化为电信号，再经过电容c4将一定幅度的信号电压进行同向放大，放大大概11倍之后，声控模块输出高电平1。输出的电阻是用来给c2电容放电的，不然在采集一次声音后，声音信号会一直高电平。光线控制模块 当光照较强时，光敏电阻阻值较小，分压较小，则光控模块输出低电平0；当光线较暗的时候，光敏电阻阻值较大，分压较大，则光控模块输出高电平1。延时亮灯模块 当555的2引脚输入的一个高电平1的时候，3引脚输出低电平0；当2 引脚输入一个低电平0的时候，3引脚输出一个高电平1；当2引脚来一个下降沿的时候，3引脚会输出一个持续一段时间的高电平，可利用555的这个特性达到延时的效果。当555的3引脚输出1时led灯亮，当555的3引脚输出0时led灯不亮。十.心得体会 常言道“眼睛是心灵的窗户。”我认为灯则是指引心灵的方向标。在生活中，我们无时不在使用着灯，诸如台灯、路灯、日光灯、探照灯、彩灯等等，但不管是什么样式的灯，它们的作用都是一致的照明。因此，设计一个既实用又方便的照明灯则是我们人类共同的愿望。而生活中我们用得最为平常的灯则是楼道里的照明灯，住过居民楼的人都应该知道，楼道很窄，晚上行走很不方便，如果让楼道里的照明灯一直亮着，则难免会浪费国家资源，因此，设计一种既不浪费国家电力又很方便实用的照明灯系统是很又实用价值意义的一件事。 在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁的开关或人为因素墙壁开关的损坏率很高，增加了维修量、浪费了资金。同时，为了加强我们对模拟电子、数字电子技术的理解和巩固，我的课程设计课题是声光控制节能灯。本文主要阐述了多种声光声控制路灯控制器的组成、性能、适用范围及工作原理，给出电路原理图及原件参数选择，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。白天光照好，不管过路者发出多大的声音，都不会使灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过数十秒后又会自动熄灭，节能节电。构思方案的时候，光控模块最好确定，光敏电阻串一个100k的滑动变阻器，在调试时调节滑动变阻器的阻值，调到理想的阻值就好了。确定声控模块时比较难，通过咪头把声音信号转化成电信号，再组成一个电路模块，在咪头采集到声音信号与没有声音信号间产生高低电平1与0之间的转换，因此利用mutisim仿真不断改善自己的方案，最终找到切实可行的方案。最后是确定延时模块，根据数电知识，可以知道555可构成单稳态触发器，利用单稳态触发器可达到延时效果，各个模块确定好了之后是将他们集合在一起，构成自己所需要的电路，通过查找资料我们知道cd4011是4个2输入的与非门，可利用该芯片组合电路的逻辑关系，方案就这样被确定下来。焊接的时候没有碰到较大的问题，根据自己构思好的电路，仔细焊接，尽量避免虚焊，而且焊台的温度也不可调的太高，以免烧坏元器件，给电路排错造成不必要的麻烦。最后在李老师与周老师的细心带领下，我在这次课程设计中学到了很多很多的知识，不仅仅在专业知识方面，还促进了师生之间的感情。十一.pcb制板附件1： 所需材料表元器件清单类型型号数量mik驻极体电容话筒1电阻 15k、2.2m、22k 、100k各5个与非门cd40111光敏电阻20k1三极管90142二极管in40076继电器5v1555ne5551电位器203、104、105各2个芯片座dip8 dip143个运放ne55321个电线220v的电 线附件2： 电工电子学实习成绩评定表课题名称：电工电子学班级学号姓名指导教师实际制作完成情况项 目 内 容（满分50分）得分1、元器件整体布局（10分）2、焊接工艺（10分）3、按要求完成情况（共30分，指导教师根据课题自制评分项目）a、（此项 分）b、（此项 分）c