声光双控自动照明开关

河南工程学院毕业设计 声光双控自动照明开关 学生姓名 刘 萌 系 (部 ) 机械工程系 专业 机电一体化 指导老师 耿 国 强 2010 年 5 月 20 日 河南工程学院毕业设计 I I 摘 要 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，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。而我的课题是声光控 制路灯的设计，设计了一种 安全节电、结构简单、安装方便、 使用寿命长的声光双控白炽灯节能路灯。 在本设计中介绍了 声光 双 控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，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声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到 有 声响 发出 ，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节电 。 关键词 声光双控 自动照明 节能 开关 河南工程学院毕业设计 II II Abstract In todays world， long lights are widespread in schools， institutions， industrial enterprises and other units of public places and residential areas of public corridor. This caused great waste of energy. In addition， due to frequent switching or man-made factors， the failure rate of the high wall switch， increased maintenance and waste money. So my topic is the design of sound and light control of street lamp， designed a new circuit，safe saving， simple structure， easy installation， long life of sound and light dual-controlled incandescent lamp energy saving lamp. In this essay， I want to introduce a variety of sound and light control of street lamp controller，composition， performance， application and working principle of the circuit diagram and component parameters， energy-saving effect is very obvious， but also greatly reduced the maintenance amount， save money with favorable results. During the day light is good， no matter how sound passer issued， will not be bright light bulb. Night dimming， the circuit of pickup as long as the noise burst is detected， it will automatically light for the pedestrian lighting， auto off after a few minutes， saving the node. Key words: Sound and light control Automatically light Saving the node Switch 河南工程学院毕业设计 III III 目录 前 言 . 1 第一章 绪论 . 2 第一节 设计内容 . 2 第二节 给定条件 . 2 第三节 设计方案 . 2 第二章 总体电路设计 . 4 第一节 工作原理 . 4 第二节 元件选择及调试 . 7 第三章 单元电路设计与分析举例 . 9 第一节 驻极体话筒 MIC . 9 第二节 时间继电器 . 11 第三节 简单的电容降压整流电路 . 12 第四章 所需元气件清单 . 13 第一节 所需元器件简介 . 13 第二节 元器件清单 . 14 参考文献 . 16 致 谢 . 17 附表 . 18 河南工程学院毕业设计 1 前 言 当今世界在以电子信 息技术为前提下推动了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展 带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子信息技术更显得尤为重要，在国民生 产各部门电子信息技术得到了广泛的应用。曾经不被人们所重用的如声 ，光等 ， 如今在电子信息技术方面都得到了广 泛的应用，尤其是光能 ， 更是人们有待开发的具大的能源宝库。 随着人们生活现代化水平不断提高，国民经济的快速发展，电力的供需矛盾日益加剧 ，生产更多的电即意味着要消耗更多的煤、石油、天然气、核原料等不可再生资源，还会带来许多相应的环境问题。为此，我们应该从身边做起，珍惜并节约每一度电。所以，现在很多住宅楼道都安装了自动控制楼道灯。 电子信息技术发展的主要目标是实现高度智能化，在减少以至不需要人为干预下使机器能独立处理各种工作。智能化照明电路也 是如此，如我们所熟知的走道照明电路其智能化实现方法是利用了声学，光学，电 子学 原理的综合；而马路上的路灯是应用了光学的原理；另一个我们所知的交通系统红绿灯则是采用了电子学中计数器的原理。可见原理不同电路所实现的功能也不尽相同。 本设计中介绍了声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出电路原理图及元件参数选择，可以 替换学校、机关、厂 矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道的长明灯，节电效果 明显， 同时 减少了由于频繁开关或者人为因素造成 墙壁开关的损坏率，维修量，节约了资金。 在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，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，脚步声等把节电开关启动，灯亮，延时几十秒 后熄灭 。 河南工程学院毕业设计 2 2 第一章 绪论 第一节 设计内容 本文设计的声光双控照明 开关，在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，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 ，说话声等把节电开关启动，灯亮，延时几十秒。 第二节 给定条件 给出电路图、要求安装设计实用产品、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或者数字集成电路组成。 几十秒后节电开关自动关闭、灯灭。 第三节 设计方案 （一） 声 控照明电路 声音是我们最为熟知的。人与人需要用声音去交流，机器运转发出声音，动物会发出声音等等。然而发此宝贵的资源却被我们忽视了很长时间，如今留给我们的就是怎样合理高效的利用这一资源。以前人们在设计电路时只求一个用字，只要能用就万事大吉了，所以我们常见的电路都有很多开关 ， 如照明电路 ， 要让它工作 ， 我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化建筑 ， 如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上了用场，声控作为智能化电路的一 部分是不可缺少的；然而要实现声控也不是一件容易的事，因为 声音是个 模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。要解决这个问题 ， 我们可以设计一个类似于 窃听器的接收设备专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号传 送到下一级电路。但是作为声控电路 ， 对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现；而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此可选择功放电路，运放电路，差分电路 等，根据电路对信 号的要求一般选择运放电路较河南工程学院毕业设计 3 3 好，提高信号输出电压， 经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元器件的要求也较高，特别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地工作。如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结构，使声控电路的设 计显得更加容易。下面 就运用声音传感器设计的声控照明电路加以分析。 声控照明电路的主要原理 :是利用了声学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号转换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。 作为一个智能化声控照明电路应具有以下功能： 能在声音的控制下实现电路的导通与截止。 声音的发出应是多方面的如脚步声，物体打击声等。 响应时间应越短越好。 为此在选择电路元器件时应选择灵敏度较高的声音传感器组成声控照明电路控制电路的前端，同时我们还要为该传感器设置传感条件如声音响度必须在 20DB 以上才能响应等。 （二）光控照明电路 在第三次科技革命的推动下，光能这一伟大的，自然的以及人类生存所必须的宝贵资源在被人类遗忘了若干年后，今天终于得到了广泛的应用。太阳能热水器，太阳能电池，太阳能浴场等都成为人们热议的话题，大到天上的人造卫星，小到街道的路灯太阳能的应用无所不在。而作为智能化电路的设计考虑光能的应用也是理所当然的。在半导体技术的飞速发展下大 大 促进了光能应用的快速进步，在发电，取暖等方面尤为突出，智能化电路设计引进光技术已不是新奇事了，在光控电路的设计中不同于声控电路复杂的结构，随着半导体光敏元器件的快速发展，我们在设计光控电路 时面临的问题已由怎样使光信号转化为电信号变为怎样在电路中加大电信号的强度？这一问题如今也以得到了较好的解决，光敏元器件的应用在光照的情况下使其电参数发生变化从而使其对电流的阻碍作用减小或增大，进而使电路导通或截止，电信号强弱的改变光控转化为电控电路功能的实现便容易了。在这样的电路设计中，对电路元器件的要求也极为高尤 其是光敏元件是光控电路功能实现的核心，必须保证其各项参数的精确与 稳定。故在选择这类元器件 时一定要选择高灵敏度工作稳定可靠的元件，当然电路工作的稳定是否，功能能否实现， 并不仅仅只和电路元器件有关，外 加电源也是不可忽视的，与声控电路一样最好也是给光控电路加上一个稳压电路 确保电路能正常工作。现河南工程学院毕业设计 4 4 就采用光敏元件设计光控照明电路作如下分析。 电路原理：利用光敏元件随光照强度的变化而阻抗发生变化的特点，去控制电信号的强弱，只要电信号强度达到一定程度将 使电路 导通工作。光控照明电路其主要功能是实现当外界光照强度降低到一定程度时，使照明电路导通工作。就其方案而言多种多样，但我们在设计时必须要考虑方案的可行性，稳定性以及元器件的灵敏度，尤其是光敏元件必须选择灵敏度高的这样电路功能才能较容易实现，为此我们在设计光控电路时， 不但要尽量使电路结构简化，而且要使电路功能强，功能的实现要可靠稳定。 第二章 总体电路设计 基本要求： 该开关白天不导通，到了 晚上，一有声响便自动导通，且声音消除后仍能导通一段时间。保持导通的时间可在 110min（分）内持续导通。该开关适用于人们活动时能发出声响的场合，保证人们在光亮条件下活动，人走或休息后灯即熄灭。 第一节 工作原理 该开关电路如图 1所示 ， 它由开关电路、直流电源、触发与延时电路、光控闭锁电路以及声光充电电路组成的 。 河南工程学院毕业设计 5 5 图 1 开关电路 1. 开关电路 :采用双向可控硅 SKG 作为开关 元件 .当控制极电 流 Ig 10mA 时 ， SKG 便完全导通 ； Ig 6mA 时 ， 则可靠截止 。 2. 直流电源 :220V 交流电源经电容 C1 降低 ， 由二极管 Z1、 Z2 倍压整流成直流 ， 稳压二极管 WG 与发光二极管 LED 把直流电源的电压稳定在 6V， 电容 C2、 C3和电阻 R1 组成 型滤波电路 .输出电流 15mA.采用电容降压、倍压整流电路 ， 简化了线路 ， 降低了成本 ， 缩小了体积 ， 同时 ， 也满足开关控制电路对电源的要求 。 3. 触发与延时电路 :它是由结型场效应管 BG1、电容 C4、电阻 R2、 R3、电位器 W1 和W2 组成的 .场效应管是一种电压控制电器 ， 它依靠栅 极上的电压控制漏、源极电流 .图 2是结型耗尽型场效应管的转移特性曲线 .可以看出 ， 当 |Ugs|上升时 ， Ids 下降 ； |UDS|下降时 ，IDS 上升 .在本触发器电路中 ， 若电容 C4 充电 ， 则是 |UGS|下降 ， IDS 上升 .IDS 就是 SKG 的控制极电流 Ig.当 Ids 10mA 时 SKG 完全导通 .由于 R2、 W1 的负反馈作用 ， 当 IDS 上升时 ，又使 |UGS|上升 ， 保证 BG1 的 PN结始终反向偏置 。 C4 充电结束后 ， 经 R3、 W2 放电 ， |UGs|上升 ， IDs 下降 ， 当 IDs6mA 是 ， SKG 完全关断 。河南工程学院毕业设计 6 6 图 2 结型耗尽型场效应管 转移特性曲线 4. 光控闭锁电路 :如图 3， 由三极管 BG2、光电三极管 BG3、电阻 R4、可调电阻 W3、二极管 Z3 组成 。 白天 ， BG3 受光照射而饱和导通 ， BG2 基极电流增大 ， 集、射极饱和导通 ，电容 C4 经 Z3、 BG2 的集、射极放电 ， 同时 ， 把 BG1 的栅极电位牵制在 1V 左右 ， 使 IDs 不超过 6mA， SKG 处于关断状态 。 晚上 ， BG3 不受光照而截止 ， BG2 基极电流减小 ， 亦截止 ，其集电极电位为高电位 ， Z3反响偏置解除了对 BG1 栅极电位的牵制 ， 是 SKG 导通 。 图 3 光控闭锁电路 河南工程学院毕业设计 7 7 5. 声控充电电路 :如图 4， 由单稳触发电路和双管直耦放大电路组成 。 三 极管 BG4、 BG5组成单稳电路 。 当无音响时 ， 单稳电路处于稳态 ， BG4 饱和 ， BG5 截止 。 BG4 极电极电位为低电位 ， 二极管 Z4 反向截止 ， 电容 C4 处于放电状态 。 当有音响时 ， 声感受器 MIC 接受到声音并变成电信号 ， 由 BG6、 BG7 两个三极管组成的双管直耦放大电路把该音频信号进行放大 。 放大后的音频信号通过电容 C6、电阻 R7和二极管 Z5 组成的脉冲电位门触发三极管BG4， 使 BG4 由饱和变为截止 ， 集电极电位为高电位 。 BG5 由截止变为饱和 ， 单稳电路翻转为暂态 。 正电源经电阻 R5、二极管 Z4 对电容 C4 充电 。 约 5s， 单稳电 路又回复到稳态 ，电源停止对 C4 重复充电 。 图 4 声控充电电路 第二节 元件选择及调试 稳压二极管 WG 选用 2CW53， 稳定电压为 4V， 最大工作电流为 41mA， LED 选用 HLR-5 磷化镓红色发光二极管 ， 电流 0.1A， 反压 75V。 声感受器 MIC 选用一般录音机用的 CRZ2-9 型电容传声器 ， 工作电压 4.5 9V。 BG4、 BG5 选用 3DG6， 放大倍数 60。 BG2、 BG6、 BG7选用 3DG6，放大倍数 100。其他元器件的参数要求如图 2 所示。 调整 W1可改变 SKG 的导通程度，以使照明灯的亮度符合人们的要 求。调整 W2，可在 110min(分 )范围内选择导通保持时间。如果要求更长的时间，可以把 C4 的容量改换为 220F，河南工程学院毕业设计 8 8 这样，开关保持导通的时间就能够在 3 30min(分 )内连续调节。调整 W3，使开关在白天不能导通，只有在晚上有声响时才能导通。光电三极管 BG3 作成光电检测头安装于室外，但应避免日光直射。最后，调节 W4，使该开关接收声响的灵敏度最 高。 注意事项： (1)在调试时，不要急于接上交流电源。应先外界直流电源，把各部分电路调好后，再接交流电源。 (2)在接交流电路时，应分清电源的相线和零线。 (3)接上交 流电源后，倍压整流电源不能空载，否则会损坏整流电路元件。 (4)由于电容 C4在 1s(秒 )内就充足电，而放电却需要相当长的一段时间，所以 SKG 能够迅速地由截止转为导通，由导通转为截止时都要经历三个不同的状态：完全导通、不完全导通、截止。因此，照明灯又亮到熄灭也将经历亮、暗、熄三个阶段。在由亮状态过度到暗状态和由暗状态过渡到熄灭状态时，照明灯都会发生约 5s(秒 )的闪烁，由此限制了该开关在荧光灯开关电路和其他方面的应用。 河南工程学院毕业设计 9 9 第三章 单元电路设计与分析举例 第一节 驻极体话筒 MIC 作为声光控制电路的设计，必然少不了一个在无光照和拾取到声音时把电路导通的，从而达到点亮灯起到照明作用的电子元件。这个电子元件就是驻极体话筒 MIC。 1. 驻极体话筒的工作原理 驻极体话筒一般由驻极体与结型场效应管组合而成。驻极体是由进行特殊处理的高分子材料组成，这些高分子材料表面具有永久电荷 (Q)。驻极体结构有振膜、背极、空隙三部分，这样在振膜与背极间形成一个具有定量电荷的电容结构。当说话时，会引起振膜与背极间的距离 (D)变化，据 C= S/D 可知，将使电容 (C)变化 ； 据 U=Q/C 可知， a、 b 间电压会变化 ； 从而引起结型场效应管的 G、 S 间电压变化，在 D、 S间产生放大的电信号。 2. 驻极体话筒的结构 话筒的基本结构由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一个上面有若干小孔的金属电极（背称为背电极）构成。驻极体面与背电极相对，中间有一个极小的空气隙，形成一个以空气隙和驻极体作绝缘介质，以背电极和驻极体上的金属层作为两个电极构成一个平板电容器。电容的两极之间有输出电极。由于驻极体薄膜上分布有自由电荷。当声波引起驻极体薄膜振动而产生位移时；改变了电容两极版之间的距离，从而引起电容的容量发生变化，由于驻极体上的电荷数始终保持恒定，根据公式： Q=CU 所以当 C 变化时必然引起电容器两端电压 U的变化，从而输出电信号，实现声 -电的变换。实际上驻极体话筒的 结构如图 5。 图 5 驻极体话筒 结构 河南工程学院毕业设计 10 10 驻极体话筒体积小，结构简单，电声性能好，价格低廉，应用非常广泛。驻极体话筒的内部结构如图 6 所示。由声电转换系统和场效应管两部分组成。它的电路的接法有两种：源极输出和漏极输出。源极输出有三根引出线，漏极 D 接电源正极，源极 S 经电阻接地，再经一电容作信号输出；漏极输出有两根引出线，漏极 D 经一电阻接至电源正极，再经一电容作信号输出，源极 S 直接接地。所以，在使用驻极体话筒之前首先要对其进行极性的判别。 图 6 驻极体话筒 内部结构 3. 驻极体话筒 的检测方法 首先检查引脚有无断线情况，然后检测驻极体电容式话筒。驻极体话筒体积小，结构简单，电声性能好，价格低廉，应用非常广泛。驻极体话筒的内部结构如图所示。由声电转换系统和场效应管两部分组成。它的电路的接法有两种：源极输出和漏极输出。源极输出有三根引出线，漏极 D 接电源正极，源极 S 经电阻接地，再经一电容作信号输出；漏极输出有两根引出线，漏极 D 经一电阻接至电源正极，再经一电容作信号输出，源极 S 直接接地。所以，在使用驻极体话筒之前首先要对其进行极性的判别。 方法一： 将驻极体话筒加上正常的偏置电压，将万用表拨到 Rx100 档，用两表笔分别接两芯线，相当于给内部源极、漏极间加电压，此时，万用表指针应在一定的刻度上。然河南工程学院毕业设计 11 11 后对话筒吹气，如果指针有一定幅度的摆动，说明驻极体话筒完好，如果无反映，则该话筒漏电。如果直接测试话筒引线无电阻，说明话筒内部可能开路 ； 如果阻值为零，则话筒内部短路。 方法二： 因为 在场效应管的栅极与源极之间接有一只二极管，因而可利用二极管的正反向电阻特性来判别驻极体话筒的漏极 D和源极 S。 将万用表拨至 R 1k档，黑表笔接任一极，红表笔接另一极。再对调两表笔，比较两次测量结果，阻值较小时黑表笔接的是源极，红表 笔接的是漏极 。 将 驻极体话筒 应用在本电路中，当无光照的情况下，外界有声音发出时，通过 驻极体话筒 ，照明系统就会发光，为行人照明道路。 第二节 时间继电器 时间继电器一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。 时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。空气阻尼型时间继电器的延时范围大 (有 0.4 60s 和 0.4 180s 两种 ) ，它结构简单 ， 但准确度较低。当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动 作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹 ， 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，段时间就是继电器的延时时间。延时时间的短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。 时间继电器作为辅 助元件用于各种保护及自动装置中，使被控元件达到所需要的延时，在保护装置中用以实现主保护与后备保护的选择性配合。 智能时间继电器是近年发展起来的新一代控制仪，它采用八位微电脑为核心芯片，为通电延时面板式继电器 。 上、下两排数码管显示，并应用了独特的抗干扰技术，可广泛应用于冶金，电子，机械，纺织，塑料制冷，电炉烘箱等需时间控制的场合 。 河南工程学院毕业设计 12 12 第三节 简单的电容降压整流电路 图 6 电容降压整流电路 电容 C1、 C2 和二极管 D1 及稳压管 DW，组成简单的电容降压整流电路，接通电源后获得 12V 左右的直流电压。三极 管 BG、光敏二极管 D2 和双向可控硅等，组成光电开关电路 。 光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的 ,其管芯是一个具有光敏特征的 PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时 ,有很小的饱和反向漏电流 ,即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时 ,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流 ,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射 PN结时，可以使 PN 结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。 在本文 的电路中，就是应用了光敏二极管来控制电路在白天即使是有声音，灯泡也不会亮。 在白天，光敏二极管 D2 因受光照呈低电阻， BG 管基极电位下降，使 BG 截止，电阻 R1上无电压输出，故双向可控硅 SCR 处于关断状态，灯泡 ZD不亮。当夜幕降临时， D2因无光照其暗阻增大，使 BG 基极电位升高而导通， R1上输出的电压触发可控硅 SCR 导通，得电点亮。调节电位器 W，可调节 BG 基极电位高低，即调整了光控的灵敏度。 河南工程学院毕业设计 13 13 第四章 所需元气件清单 第一节 所需元器件简介 1. SKG 双向可控硅 2. 二极管 Z1， Z2 倍压整流： 原理：在电源变压器交 流电压不高，但又需要获得较高直流电压时，通用倍压整流电路，这种整流电路主要是用来供给小直流高压的。 特点： 1) 可用一个较低电压的电源变压器次级绕组来获得较高的直流输出电压。 2) 倍压整流电路可根据需要，由无数个单元升压电路组成。 3) 在倍压整流电路中，无论有多少只整流二极管，管子的耐压并不随着倍 压的增高而增加 。 4) 倍压整流电路输出电压的带负载能力较差，一般只用于小电流，高电压输出的场合。 3. 稳压二极管 WG 原理：一种在所标称的反向电压雪崩击穿而不被破坏的硅结型二极管，施加反向电压并使其值逐渐增大，当反向电压值到达稳压二极 管的稳定电压时，其正常雪崩击穿，若在此情况下在一定范围内改变电源电压的波动或改变负载电流的大小，稳压二极管的齐纳电流便随之而变化，稳压二极管的动态电阻也在随之而变化，然而，齐纳电压却稳定而不变。 4. 结型场效应管 BG1 一种电压控制器件，它依靠栅极上的电压控制漏，源极电流 5. 电位器 W1W2 一种是信号栅场效应管，另一种是绝缘栅场效应管。结型场效应管又分为两种类型，一种是 N沟道结型场效应管，另一种是 P 沟道结型场效应管 6. 三极管 三极管以其放大功能为主要特征立足于半导体器件之林，其种类繁多，功率等级齐全，大量用于各种 电路，并因为用于集成化工艺而制造成大小规模的万种集成电器。 7. 光电三极管 BG3 光电三极管是一种对光具有敏感作用的半导体器件，在感受光照的同时，不仅把光信河南工程学院毕业设计 14 14 号变成电信号，还把这个电信号的变化量进行放大。 特点： 1) 光电转换灵敏度高； 2) 工作电压低，耗能少 ； 3) 工作可靠性高，寿命长 ； 4) 易于实现光 电隔离 ； 5) 易于集成化 ； 6) 体积小，重量清 ； 7) 有很好的密封防潮性 。 8. 发光二极管 LED LED 是一种在 PN 结上外加正向偏压并当电流通过时，把所注入的少数载流子复合时的剩余能量以光的形式释放出来而发光的二极管，发光二极管之所以发光，其 核心是 PN 结。发光二极管在正向电压偏置下，电子由 N 区注入 P区，空穴则由 P 区注入 N区，进入对方区域的少数载流子一部分与多数载流子复合而发光 。 9. 二极管 二极管又称晶体二极管 ,简称二极管 (diode);它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有 1个零件号接合的 2 个端子的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一个由 p型半导体和 n 型半导体形成的 p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于 p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电 流相等而处于电平衡状态。 第二节 元器件清单 本设计中 电路所用到的元 件的符号，类型，单位大小 ，型号 及数量如表 1。 表 1 符号 类型 大小 /型号 数量 R1 电阻 100 1 R2 电阻 360 1 R3 电阻 1M 1 河南工程学院毕业设计 15 15 R4 电阻 5.1K 1 R5,R7,R9 电阻 5.1K 3 R6 电阻 2.1K 1 R8 电阻 30K 1 R10 电阻 4.7K 1 R11 电阻 2K 1 R12 电阻 36K 1 R13 电阻 10 1 C1 电容 0.25/400V 1 C2 电容 100/220V 1 C3 电容 220/220V 1 C4,C5 电容 100/10V 2 C6 电容 0.01/10V 1 C7 电容 10/10V 1 C8 电容 1/10V 1 W1 可调电阻 1K 1 W2 可调电阻 10M 1 W3 可调电阻 33K 2 W4 可调电阻 100K BG1 结型场效应管 NPN 1 BG2 三极管 NPN 1 BG3 光电三极管 NPN 1 BG4 三极管 NPN 1 BG5 三极管 NPN 1 BG6 三极管 NPN 1 BG7 三极管 NPN 1 WG 稳压二极管 - 1 ZA， Z2， Z3， Z4 二极管 - 4 LED 发光二极管 - 1 SKG 开关元件 - 1 河南工程学院毕业设计 16 16 参考文献 1 苏家健等 ， 自动检测与转换技术 M， 电子工业出版社 ， 2006 年 8 月； 2 陈尔绍等 ， 实用光电控制电路精选 M， 电子工业出版社 ， 1993 年； 3 霍亮生 等， 电子技术基础 M， 清华大学出版社 ， 2006 年 5 月 ； 4 孙建设等， 模拟电子技术 M， 化学工业出版社 ， 2009 年 9 月 ； 5 黄盛兰等，电路基础 M，北京大学出版社， 2006 年 8 月； 6 刘木清，周小丽等，照明自动控制技术 M，机械工业出版社， 2007 年 10 月； 7史光国等， 半导体发光二极管及固体照明 M，科学出版社， 2007 年 4 月； 8 船舶工业总公司七一三所编 ， 常用电子电器元件手册 M， 中国标准出版社 ， 1986 年 9 月。 河南工程学院毕业设计 17 17 致谢 经过几个月的思考研究 ，通过在图书馆 和网上 查阅有关资料， 做出了上面设计，这次设计不但让我学到了很多只是，而且又 使我将原来所学的知识系统化，理论化，实用化。对如何使用已有知识及获取相关资料方面的能力又有了提高。通过这次设计，我还认识到无做什么工作，都需要踏实，勤奋，严谨的工作态度， 这对我以后的工作将会产生深远的影响。经过努力，在众多老师特别是耿老师的细心指导和帮助下， 在周围同学的帮助下，我 顺利完成了论文的撰写工作。在此，对耿 老师和其他给予帮助的老师们 及同学们 表示我诚挚的谢意。 鉴于本人所学知识有限，经验不足，又是初次研究这种复杂的设计，在此 过程中难免存在一些错误和不足之处，恳请耿 老师给予批评和指正 。 河南工程学院毕业设计 18 18 附表 附表一 毕业设计（论文）任务书 题目名称 ： 声光双控自动照明开关 学生姓名 刘萌 所学专业 机电一体化 班级 机电 0733 指导教师姓名 所学专业 职称 一、 设计（论文）主要内容及进度 本设计中介绍了声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出电路原理图及元件参数选择，可以替换学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民 区的公共楼道的长明灯，节电效果明显，同时减少了由于频繁开关或者人为因素造成墙壁开关的损坏率，维修量，节约了资金。 二、 主要技术指标 (或研究目标 ) 声光控路灯控制器 ， 在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，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，脚步声等把节电开关启动，灯亮，延时几十秒后熄灭。 三、 进度计划 第 2 周：完成“开题报告” 第 8 周：将“河南工程学院毕业设计（论文）学生自查表”交学生所在系部。 第 14 周： 初步完成“ 毕业设计（论文）” 撰写、修改、定稿及打印。 第 15 周：完成 “ 毕业设计（论文）”，指导教师评审，评阅人评审。 第 16 周：推荐校级优秀毕业设计（论文）。 第 17 周：校级优秀毕业设计（论文）公开答辩。 河南工程学院毕业设计 19 19 四、重要参考文献 1 苏家健等 ， 自动检测与转换技术 M， 电子工业出版社 ， 2006 年 8 月； 2 陈尔绍等 ， 实用光电控制电路精选 M， 电子工业出版社 ， 1993 年； 3 霍亮生 等 ，电子技术基础 M， 清华大学出版社 ， 2006 年 5 月； 4 孙建设等， 模拟电子技术 M， 化学工业出版社 ， 2009 年 9 月； 5 黄盛兰等，电路基础 M，北京大学出版社， 2006 年 8 月； 6 刘木清，周小丽等，照明自动控制技术 M，机械工业出版社， 2007 年 10 月； 7史光国等， 半导体发光二极管及固体照明 M，科学出版社， 2007 年 4 月； 8 船舶工业总公司七一三所编 ， 常用电子电器元件手册 M， 中国标准出版社 ， 1986 年 9 月。 教研室主任签字 ： 年 月 日 河南工程学院毕业设计 20 20 附表二 毕业设计（论文）开题报告 题目名称 ： 声光双控自动照明开关 学生姓名 刘萌 专业 机电一体化 班级 机电 0733 一、选题的依据和意义 本设计介绍的是声光双控路灯控制器， 根据驻极体话筒与光敏二极管等元件的特性，可以实现白天灯不亮，夜晚有声音灯亮并延时一段时间后熄灭，从而达到节约电能的效果，并省去了 由于频繁开关或者人为因素造成墙壁开关损坏的维修量。 二、国内外研究综述 当今世界在以电子