光控音乐门铃.doc

班级：电子3081 姓名：陆建淮 学号：15 课题：光控音乐门铃一、 设计目的：a培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。b学习较复杂的电子系统0设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电0路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。c进行基本技术技能训练，如基本仪器表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。d培养学生的创新能力。二、设计要求1、设计印刷电路图2、安装元件，其中R7、VT5装配在IC音乐集成块上，集成块1至4角用裸铜丝焊接在印刷电路板上，焊接要牢靠，高度适中。3、检查无误后，将继电器的常闭触点临时端接，接上6V电源。用万用表测量VD3、VD4中点电压，正常应为3V左右。扬声器发出锐耳的音乐门铃。4、去掉继电器常闭触点短接线，用手挡住VT1的光线，调节RP，使用继电器刚好吸合。手不遮挡VT1，继电器放。然后在不同的光线下，调试光控音乐门铃的可靠性。音乐集成块可任意选用，但引脚各不相同，安装时需加注意。三、总体设计直流稳压电压源光 控电 路音 乐门 铃图1 光控音乐门铃原理框图 电路中，首先将电网电压利用变压器得到合适的交流电压，其次将降压的交流电压通过整流电路变成单向的脉动电压，这种直流电压的脉动成分比较大，往往需要利用滤波电路将其中的脉动成分滤掉。得到较平滑的直流电压。此时的电压值还会受到电网电压的波动和负载变化的影响，这样的直流电源是不稳定的，最后加上稳压电路部分，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定，而得到稳定的直流电压。然后再将稳定的直流电压加在光控电路上。 1、 整流电路整流电路的任务是将交流电变为直流电，如图3所示。完成这一任务主要是靠二极管的单向导电作用。因此二极管是整流电路的关键元件。图2 整流电路原理图2、滤波电路 滤波电路用于滤去输出电压中的纹波，一般由电抗元件组成。由于电抗元件在电路中有储能作用，并联的电容C在电源供给的电压升高时，能把部分能量存储起来，而当电压降低时，就能把能量释放出来，使负载电压比较平滑，即C具有平波作用。滤波原理见图5所示。图3 滤波电路原理图3、 稳压电路在图8所示电路图中，在LM317输入端接电容C3可进一步滤除纹波，输出端接电容C5能消除自激振荡，确保电路稳定。电容C4与电阻R2并联组成滤波电路，减小输出的纹波电压。二极管D2的作用是防止输出端与地短路时，电容C3上的电压损坏稳压器。图6所示为其基本结构及应用电路。图4 LM317的基本结构框图（虚线内）及应用电路4、 光控电路当光照射PD时，使三极管基极处于低电位，三极管V截止，输出高电平；当无光照时，V导通，输出低电平。图5光控电路 电路中，首先将电网电压利用变压器得到合适的交流电压，其次将降压的交流电压通过整流电路变成单向的脉动电压，这种直流电压的脉动成分比较大，往往需要利用滤波电路将其中的脉动成分滤掉。得到较平滑的直流电压。此时的电压值还会受到电网电压的波动和负载变化的影响，这样的直流电源是不稳定的，最后加上稳压电路部分，使输出的直流电压在电网电压或负载电流发生变化时保持稳定，从而得到稳定的直流电压。然后再将稳定的直流电压加在光控电路上。图65为光控音乐门铃电路原理图，分别是由光控电路部分和音乐门铃部分组成。四、单元电路设计4.1电阻选择由输出电压Uo=1.25 1+R2/R1，R2 =120240，取R2=200，由Uo=512V得R1 =6001720，取4.7K电位器。4.2电源变压器选择通常根据变压器副边输出功率P2来选购电源变压器，由Uo1=(1.11.2 ) U2可得变压器副边电压U2与稳压器输入电压Uo1关系 一般取Uo1Uimin/1.1，Io1Iomax.。电源变压器的作用是将来自电网的220V交流电压U1变换为整流电路所需要的交流电压U2。电源变压器的效率为：其中，P2是变压器副边的功率，P1是变压器原边的功率。一般小型变压器的功率如表1所示：因此，当算出了副边功率P2后，就可以根据下表算出原边功率P1。表1 小型变压器的效率 副边功率P2IOmax，取I2=1A副边输出功率P2I2U2=14W由表可得选择效率为0.7 的电源变压器。故取TSMISC-25TO1型电源变压器。4.3整流二极管及滤波电容的选择整流二极管D的反向击穿电压URM 应满足URM1.414U2，其额定工作电流应满足IFIomax 故取D1为1B4B42。 同理取D2为1N4148。4.4稳压电路选择本设计考虑到指标要求并使输出电压可调，因此选用LM317系列集成稳压器。这种稳压器的特点是外形结构简单、保护功能齐全、外接元件很少、调节极为方便。图6是它的基本结构框图。由图可知，它是由基准电压、比较放大、调整管及其保护电路、恒流源偏置及其启动一电路以及外接电阻R1、R2组成。改变外接电阻R2就可得到1.25V37V的输出稳压值。图6中，R1与R2组成输出调节电路，输出电压Uo为Uo =1.25 1+R2/R1。4.5光控电路选择晶体管选择2N2218。 元器件清单序号编号名称型号数量1Vd1二极管1N41812VD2发光二极管13VD3、VD4稳压二极管2CW5124VT1光敏二极管3DU15VT2三极管901116VT3、VT4三极管901327VT5三极管901318R1电阻3.3K19R2、R4、R5电阻10K310R3电阻24k111R6电阻1112R7电阻68K113RP微调电位器1K114C1电解电容47uf115C2电机电容33uf1五、调试把电源接上后，用手挡住VT1光敏三极管的光线，其内阻增大，使VT2集电极为高电位；这样使VT3、VT4复合管饱和导通，VD2发光二极管发光变亮。同时电流流过继电器KR线圈，产生磁声，使Kr11常用触点吸合接通。电流经VD3、VD4、R4、R5分压，C1滤波，通过R6限流电阻给IC音乐集成块提供3V左右的电压，此时，IC工作，音乐信号经IC的2脚输出，通过VT5放大，使扬声器发出锐耳的音乐家门铃声。反之，若不用手挡住VT1，光敏三极管内阻较小，VT2基极为高电位，使VT2导通，其集电极为低电位，这样VT3、VT4复合管截止，发光二极管VD2不亮，继电器线圈中也没有电流通过，继电器不工作，常开触点断开，音乐集成没有电源，扬声器不发声。VD1为继电器的保护二极管。当VT3、VT4复合管从导通突然转变为截止时，继电器线圈中会产生一个圈套的反电动势，为了保护继电器线圈不受损坏，使反电动势产生的脉动电流，给VD1放电，从而达到保护继电器的作用。印刷版焊接好以后，选用6V电压进行调试，在黑暗中调试，如在黑暗中发光就说明接通良好，然后打开灯，如发光二极管熄灭则说明光控电路良好，关闭开关，同时调节微调电位器，喇叭发出报警声，就说明调试良好。1.初次使用万能电路板，不太熟悉它的使用及电路连接。经过学习了解了他的通路情况，对电阻.电容等元件插装。2.由于万能板和从前用过的电路板不一样，电路千万别连短路了。3.注意各个器件要合理布局在万能板上，尽量少用导线。4.安装元件，其中R7、VT5装配在IC音乐集成块上，集成块1至4脚用裸铜丝焊接在印刷电路板上，焊接要牢靠，高度适中。5.检查无误后，将继电器的常闭触点临时短接，接上6V电源。用万用表电压挡测量VD3、VD4中点电压，正常应为3V左右。扬声器发出锐耳的音乐门铃声。6.去掉继电器常闭触点短接线，用手挡住VT1的光线，调节RP，使用权继电器刚好吸合。手不遮挡VT1，继电释放。然后在不同的光线下，调试光控音乐门铃的可靠性。音乐集成块可任意选用，但引脚各不相同，安装时需加注意。六、电路测试及测试结果6.1测量Uo的方法将电压表并联在负载两端，调节电位器R2使其在6001720间变化此时电压在4.81012.504V间变化。6.2测量IOmax的方法电流表与负载串联，调节电位器即可得到所要电流IOmax=1.015V。6.3测量纹波电压的方法 用示波器在输出端直接观察。七、设计总结我非常感谢学校给我们安排了这次实训，训练了我们自己布局的思维能力。我们的焊接工艺在这次实寻中再次得到锻炼。我还学到了许多从前不会的测量知识，比如继电器，稳压管等的测量。老师告诉我们调试是需要技巧和方法的。我从中提炼出一点，我们要学会变换思维达到同样的目的。当发完元件后我们要根据自己的测量知识测量各个元件。遇到从前不懂的地方通过询问别人学会测量。开始插件时感觉特别的发愁不知道该怎样下手插件。在同学的帮助下知道了插件的基本知识。插好件后就开始焊接了，在焊接铜线的时候，更能使大家发挥想象力，创作出很多优秀的作品，在焊接电路板时，也学到了很多东西，比如焊法、零件的形状和种类的基本常识等等。在焊接时，我时刻默念老师教的焊接五步，遵循正确的步骤才是最简洁的方法。虽然我多次失败，但我从不放弃，手多次被烫了，但我觉得这是接触电子的开始，以后还要接触更多的，为以后的学习打好基础与健康心理，所以我要多练习，多总结，多观察，记笔记，从经验中分析出要点与方法。焊接工艺要求是非常高的，只要有一点错误就可能导致电路板不能指出工作，这是我这次实训深深体会到的一点。调试是整个过程中最重要的部分，我的调试非常不成功。当焊完所有焊点和导线后开始调试，板子不能工作。慢慢检查板子，终于找到了两处错误，少连了两条线，赶紧焊好。接着调试还是不能工作，继续查板子。焊点不仅起连接作用，还要美观，修整了部分不好的焊点。元件布局是整体美观的关键，如果布局不好板子看起来就会很乱，等到检查电路时也是非常麻烦的。所以布局时进可能使其整齐美观，这就需要我们动脑筋好好考虑怎样插件。当完成布局后我们的思维已经有了提高，这对我们以后的工作是非常有利的。我们要抓紧在学校锻炼的一切机会锻炼自己。遇到困难尽量自己解决，那样才能开发自己的潜能，实在不能解决再找别人帮忙。总之这次实训使我学到了许多，受益匪浅。感谢实训中老师的指导和帮助。而且还使我对电子世界有了新的认识，不能有一点的错误，否则整个板子就是废品，所以这就要求我们作到