传感器楼道声控开关.doc

楼道灯的声控开关 11061123 葛佩佩 11061206 郝婧楼道灯的声光控开关 11061123 葛佩佩 11061206 郝婧摘要：近年来，能源紧张的状况日益凸显，其实际情况令人担忧。节约能源是我国的一项长期战略方针，是落实科学发展观、实现经济社会可持续发展的要求。声光控开关应用到生活中的诸多方面，例如楼道照明灯，在白天（或光照度足够时）不亮，晚上（或光照度不足时）吹口哨或拍手即亮，延时30 s 后自动熄灭（延时时间可根据不同的使用场所自行设定），节电又方便，简单易制、成本低、可靠性高，是各类场所照明自动控制的很好方案关键词：传感器、声光控、应用正文：l 传感器的介绍 将实际中的力、声、光、温度、湿度等非电量转化为电量的媒介，也可以这么说，传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定的规律变为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输，处理，存储，显示，记录和控制等要求。它是实现自动监测和自动控制的首要环节。l 光敏传感器光传感器是利用光敏元件，将光信号转化为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长、紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测原件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多，应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有重要地位，其种类繁多，主要有光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、光电耦合器、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器等。u 光敏电阻的结构与原理 光敏电阻又叫光感电阻，其工作原理基于内光电效应。 光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量，光的控制和光电转换。光敏电阻的符号如图所示。构成原理：用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物，硒化物等半导体。 在黑暗环境中，它的阻值很高，通常大于1M。当受到光照射时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则假带中的一个电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电的空穴，这种由光产生的电子空穴对增加了半导体材料中的载流粒子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻值的阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由电子激发产生的电子空穴对逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。光电特性：在光敏电阻两级电压固定不变时，光照度和电流间的关系称为光电特性，光电特性曲线如下图：l 光敏传感器声光控开关的设计原理1） 声光控制结构框图 声光控制开关节能灯电路主要由电源电路，声控电路，光控电路，延时电子开关电路四大部分组成。2） 电源电路 电源电路是给电路提供能源的设备，起作用是给电路提供电源，是电路能正常工作。常用的电路有：半波整流，全波整流，桥式整流，而常用的电源电路主要使用的是桥式整流电路。3） 整流电路整流电路是把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器，整流主电路和滤波器等构成。它在直流电动机的调速，发电机的励磁调节，电解，电镀等领域得到广泛的应用。单相桥式整流电路是有电源变压器T，四只整流二极管VD1-VD4和负载RL电路图如下 4） 声控电路声控电路使用声音控制电路的设备，其作用是把送入的声波转化为电信号，从而用这种电信号去控制所需要的电器设备，常用到的电路有：小信号放大电路，声波控制电路等。而常用到的声控电路使用的是声波控制电路为主要的声控电路部分。5） 光控电路光控电路是用外来的光源控制电路的设备，其作用是把外来的光源转化为电信号，从而用这种信号去控制所需要的电器设备。常用的电路有：发光器件电路、光敏器件电路和光电显示器件电路。而常用的光控电路使用的是光敏器件电路为主要的光控电路部分。6） 延时电子开关电路延时电子开关电路使用电路中送入的信号进行控制电路的设备，其作用是用送入来的信号去控制电路，是电路达到延时的效果。常用的延时电路有：按键延时电路、感应延时电路、开关控制延时电路、光控延时电路、声光双控延时电路等。l 声光控照明节电开关电路原理图 电路原理：话筒MIC1和VT1、R1R3、C1组成声音拾取放大电路。为了获得较高的灵敏度，VT1 的值选用大于100。话筒MIC也选用灵敏度高的。R3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡，C2、D1和D2、C3构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电压。R4、R5和光敏电阻R11组成光控电路。有光照射在R11上时，阻值变小，对直流控制电压衰减很大。VT2、VT3和R7、D3组成的电子开关截止，C4 内无电荷，单向可控硅MCR截止，灯泡不亮。在MCR截止时，直流高压经R9、R10、D4降压后加到C3、CW1（稳压管）上端。C3为滤波电容，CW1为稳压值1215V的稳压二极管，保证C3上电压不超过15V直流电压。当无光照射R11 时，R11 阻值很大，对直流控制电压衰减很小，VT2、VT3等组成的电子开关导通，D3 也导通，使C4充电。R8、C5和单向可控制MCR、D5D8 组成延时与交流开关。C4通过R8 把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。灯泡发光时间长短由C4、R8 的参数决定，按图中所给出的元器件数值（R8为22K），发光30秒左右后，MCR截止，灯熄灭。C5为抗干扰电容，用于消除灯泡发光抖动现象。l 结论：声控灯是一种声控电子照明灯，由声控电路、光控电路、延时电子电路等组成。它提供了一种操作简便灵活、看干扰能力强、控制灵敏的声控灯，方便及时的打开和关闭声控照明灯，并有效的防止误触发而具有的自动延时关闭功能，可满足人们生活的一般要求，节约能源。参考文献1. 詹红利光-声控控制楼道灯原理的设计 物理教学 34卷 第10期2. /p-900594970710.html光敏传感器的应用-声光控开关电路3. 郭勇.PROTEL DXP