声光自动延时节电开关.doc

毕业设计 论文 开题报告毕业设计 论文 开题报告 设计 论文 题设计 论文 题 目目 声光自动延时节电开关 一 选题的背景和意义 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 二 以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计 分立元件多 不可靠 如今单片机 技术已经相当成熟 运用单片机可以设计出智能型的声控开关 电路设计好后 运用软件 编程来实现其功能 灵活方便 修改简单 三 目前许多声控开关的平均使用寿命不长 主要是因为电路作频繁的开关 启动电流非常大 导致功率元件可控硅由于过载而损坏 本文中采用开关电压过零保护技术 可消除白炽灯 开启瞬间的大电流冲击 有效地防止可控硅元件启动时的电流过载 大大地延长了开关的 使用寿命 并且可以起到保护灯泡的作用 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 1 四 课题研究的主要内容 1 根据具体情况计算电路参数 2 选取元件 识别和测试 包括各类电阻 电容 电感 稳压 二极管 三极管和可控硅的 数值 质量 电器性能的准确判断 3 根据实际外壳大小设计印刷板布线图 4 设计制作印刷线路板 5 焊接 调试电路 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 2 五 研究 设计 方法论述 220V 市电通过灯丝 LAMP D2 D5 降压整流后 经过 R7 限流 DW C3 稳压滤波为电路提供稳定的工作电压 R4 MG45 组成分压电路 白天由于光照 MG45 阻值变小 U1A 脚电位 被拉低 由与非门的逻辑关系可知此时 U1A 输出为高电平 经过 U1B 反相变为低电平 D1 截止后级电路不动 晚上光线暗 MG45 阻值变大 U1A 脚电位升高 如果 此时有声音被 MIC 接收 经 C1 耦合 9013 放大 在 R3 上形成音频电压 此电压如高于 1 2 电源电压 则 U1A 输出低电平 经 U1B 反相 其输出的高电平经 D1 向 C2 瞬间充电 使 U1C 输入端接近电源电压 U1C 输出低电平 由 U1D 反相缓冲后经 R6 触发可控硅导通 电灯正常 点亮 此时则由 C3 向电路供电 如此后无声被 MIC 接收 则 U1B 输出恢复为高电平 C2 通 过 R5 缓慢放电 当 C2 电压下降到低于 1 2 电源电压时 U1C 反转 U1D 反转 可控硅 SCR 截止电灯关闭 等待下次触发 四 设计 论文 进度安排 时间 迄止日期 工 作 内 容 2009 7 1 2009 7 4搜集资料 设计题目 2009 7 5 2009 7 9整理资料 2009 7 10 2009 7 20光敏电阻的原理与特性 2009 7 21 2009 7 25传声器概述及特性 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 3 2009 7 26 2009 7 31有关声光自动延时节电开关的设计 2009 8 1 2009 8 22有关结束语 谢词 参考文献的设计 五 指导教师意见 指导教师签名 2009 年 7 月 3 日 六 系部意见 系主任签名 2009 年 7 月 4 日 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 4 目录 摘要 6 关键词 6 0 前言 7 1 光敏电阻的原理与特性 7 1 1 光敏电阻的工作原理是 7 1 2 光敏电阻的特性与参数 8 2 可控硅 10 2 1 可控硅的原理和应用 10 2 2 可控硅的特性和使用方法 14 3 传声器概述及特性 15 3 1 传声器概述 15 3 2 传声器的灵敏度 16 3 3 传声器的指向性 16 4 节能电路设计 17 4 1 概述 17 4 2 设计访案 17 4 3 整体电路原理 18 5 结束语 18 答谢辞 18 参考文献 19 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 5 声光自动延时节电开关 摘要摘要 在学校 居民小区 厂矿企业等单位的公共场所和街道庭院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 本课题设计了一种电路新颖 安全节电 结构简单 安装方便 使用寿命长的光控白炽 灯节能路灯 在本次的毕业设计中发现单靠光控制电路不能有效的节约电能 因而加入了声 控电路和延时电路 设计了声光双控电路 在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碎发声响 就会自动亮为行人照 明 过几分钟后又自动熄灭 节能节点 关键词关键词 光控开关 光敏电阻 声控电路 延时电路 控制电路 节能 the sound and light control circuit Abstract At school the unit s public place of business enterprise etc of small area factory of resident is with the public floor way of the street courtyard and resident area grow the clear light phenomenon very widespread this result caused the energy biggest wasted Moreover because of the damage rate that multifarious switch or the artificial factor wall switch damage rate is very high and enlarged to maintain to measure waste the funds The subject of a circuit design novel safe saving simple structure and easy installation long life incandescent lamp with energy saving lamps In this design graduates found alone can not control circuit effective energy conservation Has become the voice circuits and circuit delay Design of the sound and light control circuit In the design of acousto optic lights controller control the composition properties the scope of application and principle Is the circuit diagram components and parameters Saving effect is very obvious Also greatly reduce the amount of maintenance saving money the use of good results During the day light and no matter how much the passersby issued voices will not be illuminated lamp Brightness night as long as the circuit pickup device detected a broken the sound it would automatically as pedestrian lighting Guo automatically extinguished after a few minutes saving energy nodes Pass to design this time Make me to light electric appliances piece the conversion for of principle construction work appearance had very deep understanding Also enhanced to control electronics electrician learned knowledge Usage that right every kind of electronics component contain further understanding Key word Light control switch light electricity triode transistor Voice circuit Delay circuit the control the electric circuit energy saving 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 6 0 前言 目前在国内外的校园路灯智能控制中 常用的方法有光控制 声控制 声 光控制和触摸控制等 光控开关的作用是当傍晚光强减弱到一定的强度时候 电路就会自动接通点 亮路灯 当早上光强增到一定的强度的时候开关就会自动关断 实现只要夜幕来 临 电灯自动点亮 白天 灯自动熄灭的功能 声控制开关电路的通断受控于声控部分 电路是否接通 取决于声音信号强 度 当声强达到一定程度时 电路自动接通 点亮白炽灯 并开始延时 延时时 间到 开关自动关断 等待下一次声音信号触发 声光控制电路为一声光自动控制白炽灯开关 白天或夜晚光线较亮时 光控 部分将开关自动关断 声控部分不起作用 当光线较暗时 光控部分将开关自动 打开 负载电路的通断受控于声控部分 电路是否接通 取决于声音信号强度 当声强达到一定程度时 电路自动接通 点亮白炽灯 并开始延时 延时时间到 开关自动关断 等待下一次声音信号触发 这样 通过对环境声光信号的检测与 处理 完成电路通断的自动开关控制 触摸控制主要原理是当有人触摸开关时就马上触发开关电灯亮并进入延时电 路控制 延时结束开关断开电灯熄灭等待下一次触摸 这些路灯智能控制各有各的优缺点 根据所学知识这次设计主要是作一个光控制 开关的电路 1 光敏电阻的原理与特性 1 1 光敏电阻的工作原理是 用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物等半导体 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妆欧姆电极 然后接触 引线 封装在具有透光镜的密封体内 以免受潮影响其灵敏度 在黑暗环境里 它的电阻值很高 当受到光照时 只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度 则 价带中的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 荷的空穴 这种由光照产生的电子对增加了半导体中载流子的数目 使其电阻率 变小 从而造成光敏电阻值下降 光照愈强阻值愈低 入射光消失后 由光子激 发产生的电子一空穴对逐渐复合 光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值 光敏电子原理在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压 其中便有电流通过 受到适当波长的光线照射时 电流就会随光强的增大而变大 从而实现光电转换 光敏电阻没有极性 纯粹是一个电阻器件 使用时既可加直流电压 也可以加交 流电压 1 2 光敏电阻的特性与参数 光敏电阻器是一种对光敏感的元件 它的电阻值能随着外界光照强弱 明暗 变化而变化 光敏电阻器在电路中用字母 R 或 RL RG 表示 图 1 是其电路图形符号 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 7 图 1 光敏电阻器的电路图形符号 一 光敏电阻器的结构 特性及应用 1 光敏电阻器的结构与特性 光敏电阻器通常由光敏层 玻璃基片 或树脂防潮 膜 和电极等组成 如图 2 所示 图 2 光敏电阻器的结构及外形 光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器 对光线十分敏 感 它在无光照射时 呈高阻状态 当有光照射时 其电阻值迅速减小 2 光敏电阻器的应用 光敏电阻器广泛应用于各种自动控制电路 如自动照明 灯控制电路 自动报警电路等 家用电器 如电视机中的亮度自动调节 照相 机中的自动曝光控制等 及各种测量仪器中 图 3 是光敏电阻器的应用电路 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 8 图 3 光敏电阻器的应用电路图 二 光敏电阻器的种类 光敏电阻器可以根据光敏电阻器的制作材料和光谱特性来分类 1 按光敏电阻器的制作材料分类 光敏电阻器按其制作材料的不同可分为多晶光敏电阻器和单晶光敏电阻器 还可分为硫化镉 CdS 光敏电阻器 硒化镉 CdSe 光敏电阻器 硫硫化铅 PbS 光敏电阻器 硒化铅 PbSe 光敏电阻器 锑化铟 InSb 光敏电阻器等多 种 2 按光谱特性分类 光敏电阻器按其光谱特性可分为可见光光敏电阻器 紫外光光敏电阻器和红 外光光敏电阻器 可见光光敏电阻器主要用于各种光电自动控制系统 电子照相机和光报警器 等电子产品中 紫外光光敏电阻器主要用于紫外线探测仪器 红外光光敏电阻器主要用于天文 军事等领域的有关自动控制系统中 三 光敏电阻器的主要参数 光敏电阻器的主要参数有亮电阻 RL 暗电阻 RD 最高工作电压 VM 亮电流 IL 暗电流 ID 时间常数 温度系数灵敏度等 1 亮电阻 亮电阻是指光敏电阻器受到光照射时的电阻值 2 暗电阻 暗电阻是指光敏电阻器在无光照射 黑暗环境 时的电阻值 3 最高工作电压 最高工作电压是指光敏电阻器在额定功率下所允许承受的最 高电压 4 亮电流 视电流是指在无光照射时 光敏电阻器在规定的外加电压受到光照 时所通过的电流 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 9 5 暗电流 暗电流是指在无光照射时 光敏电阻器在规定的外加电压下通过的 电流 6 时间常数 时间常数是指光敏电阻器从光照跃变开始到稳定亮电流的 63 时所 需的时间 7 电阻温度系数 温度系数是指光敏电阻器在环境温度改变 1 时 其电阻值的 相对变化 8 灵敏度 灵敏度是指光敏电阻器在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化 四 常用的光敏电阻器 常用的光敏电阻器有 MG41 MG45 系列 主要参数见下表 1 表 1 MG41 MG45 系列光敏电阻器的主要参数 2 可控硅 2 1 可控硅的原理和应用 普通晶闸管 VS 实质上属于直流控制器件 要控制交流负载 必须将两只晶 闸管反极性并联 让每只 SCR 控制一个半波 为此需两套独立的触发电路 使用 不够方便 双向晶闸管是在普通晶闸管的基础上发展而成的 它不仅能代替两只反极性 并联的晶闸管 而且仅需一个触发电路 是目前比较理想的交流开关器件 其英 文名称 TRIAC 即三端双向交流开关之意 构造原理 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 10 尽管从形式上可将双向晶闸管看成两只普通晶闸管的组合 但实际上它是由 7 只晶体管和多只电阻构成的功率集成器件 小功率双向晶闸管一般采用塑料封 装 有的还带散热板 外形如图 4 所示 典型产品有 BCMlAM 1A 600V BCM3A M 3A 600V 2N6075 4A 600V MAC218 10 8A 800V 等 大功率双向晶闸管 大多采用 RD91 型封装 双向晶闸管的结构 等效电路和符号见图 4 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 11 图 4 双向晶闸管的结构和等效电路图 它属于 NPNPN 五层器件 三个电极分别是 T1 T2 G 因该器件可以双向导通 故除门极 G 以外的两个电极统称为主端子 用 T1 T2 表示 不再划分成阳极 或阴极 其特点是 当 G 极和 T2 极相对于 T1 的电压均为正时 T2 是阳极 T1 是阴极 反之 当 G 极和 T2 极相对于 T1 的电压均为负时 T1 变成阳极 T2 为 阴极 图 5 检测示意图 检测方法 下面介绍利用万用表 RXl 档判定双向晶闸管电极的方法 同时还检查触发能 力 1 判定 T2 极 由图 5 可见 G 极与 T1 极靠近 距 T2 极较远 因此 G T1 之间的正 反 向电阻都很小 在用 RXl 档测任意两脚之间的电阻时 只有在 G T1 之间呈现低 阻 正 反向电阻仅几十欧 而 T2 G T2 T1 之间的正 反向电阻均为无穷大 这表明 如果测出某脚和其他两脚都不通 就肯定是 T2 极 另外采用 TO 220 封装的双向晶闸管 T2 极通常与小散热板连通 据此亦可确定 T2 极 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 12 图 6 电路连接图 2 区分 G 极和 T1 极 1 找出 T2 极之后 首先假定剩下两脚中某一脚为 Tl 极 另一脚为 G 极 2 把黑表笔接 T1 极 红表笔接 T2 极 电阻为无穷大 接着用红表笔尖把 T2 与 G 短路 给 G 极加上负触发信号 电阻值应为十欧左右 参见图 5 a 证明管子 已经导通 导通方向为 T1 一 T2 再将红表笔尖与 G 极脱开 但仍接 T2 若电阻 值保持不变 证明管子在触发之后能维持导通状态 见图 5 b 图 7 检测电路连接图 3 把红表笔接 T1 极 黑表笔接 T2 极 然后使 T2 与 G 短路 给 G 极加上正触 发信号 电阻值仍为十欧左右 与 G 极脱开后若阻值不变 则说明管子经触发后 在 T2 一 T1 方向上也能维持导通状态 因此具有双向触发性质 由此证明上述 假定正确 否则是假定与实际不符 需再作出假定 重复以上测量 显见 在识 别 G T1 的过程中 也就检查了双向晶闸管的触发能力 如果按哪种假定去测 量 都不能使双向晶闸管触发导通 证明管于巳损坏 对于 lA 的管子 亦可用 R Xl0 档检测 对于 3A 及 3A 以上的管子 应选 RXl 档 否则难以维持导通状态 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 13 典型应用 双向晶闸管可广泛用于工业 交通 家用电器等领域 实现交流调压 电机 调速 交流开关 路灯自动开启与关闭 温度控制 台灯调光 舞台调光等多种 功能 它还被用于固态继电器 SSR 和固态接触器电路中 图 5 是由双向晶闸管 构成的接近开关电路 R 为门极限流电阻 JAG 为干式舌簧管 平时 JAG 断开 双向晶闸管 TRIAC 也关断 仅当小磁铁移近时 JAG 吸合 使双向晶闸管导通 将 负载电源接通 由于通过干簧管的电流很小 时间仅几微秒 所以开关的寿命很 长 图 7 是过零触发型交流固态继电器 AC SSR 的内部电路 主要包括输入电路 光电耦合器 过零触发电路 开关电路 包括双向晶闸管 保护电路 RC 吸收 网络 当加上输入信号 VI 一般为高电平 并且交流负载电源电压通过零点时 双向晶闸管被触发 将负载电源接通 固态继电器具有驱动功率小 无触点 噪音低 抗干扰能力强 吸合 释放时间短 寿命长 能与 TTL CMOS 电路兼容 可取代传统的电磁继电器 2 2 可控硅的特性和使用方法 对单向可控硅来说 当栅极电压达到门限值 且栅电流达到门限值 时 可控硅被触发导通 当触发电流的脉宽较窄时 则应提高触发电平 当负载电流超过单向可控硅的闩电流 时 即使此时的栅电流减为零 可控硅 仍能维持导通状态 为了保证电路在环境最低温度情况下也能正常工作 则要求 驱动电路能提供足够高的电压 电流及占空比的控制信号 高灵敏度的单向可 控硅 会在高温下因阳 阴极间的漏电流而误触发 应确保不超过 为了可靠地关断单向可控硅 负载电流必须降到低于保持电流 并维持一定 的时间 标准的双向可控硅既可被栅极的正向电流触发 也能被栅极的反向电 流触发 它可以在四个象限内导通 在负载电流为零时 最好用反相的直流或单 极性脉冲的 栅极 电流触发 在通常的交流相位控制电路中 如电灯调光器 和家用马达调速器等 可控硅 与 的极性要一致 在设计可控硅时要避免 在 区域内工作 为 为 值得注意的是 双向可控硅可能 在一些意想不到 的情况下触发导通 其后果有些问题不大 而有些则有潜在的破坏性 1 栅极上的噪声电平 在有电噪声的环境中 如果栅极上的噪声电压超过 并有足够的栅电流激发可控硅内部的正反馈 则也会被触发导通 应 用安装时 首先要使栅极外的连线尽可能短 当连线不能很短时 可用绞线或屏 蔽线来减小 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 14 干扰的侵入 然后在 与 之间加一个 1 的电阻来降低其灵敏度 可以 再并联一个 100 的电容 来滤掉高频噪声 2 关于转换电压变化率 当驱动一个大的电感性负载时 在负载电压和电流间有 一个很大的相移 当负载电流过零时 双向可控硅开始换向 但由于相移的关系 电压将不会是零 所以要求可控硅要迅速关断这个电压 如果这时换向电压的变 化超过允许值时 就没有足够的时间使结间的电荷释放掉 而被迫使双向可控硅 回到导通状态 为了克服上述问题 可以在端子 和 之间加一个 网络来限制电压的变化 以防止误触发 一般 电阻取 100 电容取 100 值得注意的是此电阻不能省掉 3 关于转换电流变化率 当负载电流增大 电源频率的增高或电源为非正弦波 时 会使转换电流变化率变高 这种情况最易在感性负载的情况下发生 很容易 导致 器件的损坏 此时可以在负载回路中串联一只几毫亨的空气电感 4 关于可控硅开路电压变化率 在处于截止状态的双向可控硅两 端加一个小于它的 的高速变化的电压时 内部电容的电流会产生足够的 栅电流来使可控硅导通 这在高温下尤为严重 在这种情况下可以在 和 间加一个 缓冲电路来限制 或可采用高速可控硅 5 关于连续峰值开路电压 在电源不正常的情况下 可控硅两端的电 压会超过连续峰值开路电压 的最大值 此时可控硅的漏电流增大并击穿 导通 如果负载能允许很大的浪涌电流 那么硅片上局部的电流密度就很高 使 这一小部分先导通 导致芯片烧毁或损坏 另外白炽灯 容性负载或短路保护电 路会产生较高的浪涌电流 这时可外加滤波器和钳位电路来防止尖峰 毛刺 电 压 加到双向可控硅上 3 传声器概述及特性 3 1 传声器概述 传声器是声 电转化器材 有时也被称为 麦克风 话筒 微音器 等 它所完成的工作称为 拾音 它和 录音 调音 放音 一起 构成 广播系统中四个主要工作类型 它的使用范围很广 从大规模的音乐会拾音到记 者的个人采访 从广播系统到电视系统 都离不开传声器 和扬声器一样 它也是一个信号载体的转换环节 因此它的质量水平也是广 播系统中的瓶颈 为了获得高质量的录音 传声器要选择高质量的 就传声器的拾音质量而言 应该从两个方面来看 一是性能质量 二是使用 质量 性能质量和器材有关 而使用质量与操作方法有关 只有二者都达了高的 水平 所得到的拾音结果才是高质量的 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 15 就性能质量而言 传声器等级很多 从几十元一支的家用型到几万元一套的 广播级传声器 为了工作的需要 满足不同的拾音条件 传声器的种类很多 具 体应更具场合和要求进行合理选择 要求工作可靠的 应选用动圈式传声器 有的传声器抗振动能力特别差 如 带式传声器 要求音质清脆的 应选用电容式传声器 其高频性能好 适宜录制音乐类节 目 但对语音频段反应不佳 这类场合不选用 有些传声器要求特殊电源供应 48V 直流 有些传声器则接上电缆线就可 使用 有的传声器抗环境噪声能力强 强指向 有的传声器体积小 卡片式 领夹式 钮扣式 有的传声器可以无线传输声音等 传声器还有指向性 灵敏度 最大可承受声压等不同的技术指标 这要求使 用者掌握原理 并进一步去认识每一种传声器的特点和使用范围 以便在具体工 作时选用 3 2 传声器的灵敏度 传声器的灵敏度指的是传声器的声 电转化的能力 它的具体数值是 当 10 帕斯卡的声压作用于传声器振动膜时 传声器能转化出 1 伏的电压 这样的传 声器灵敏度就是 0dB 这是一个很大的数值 传声器一般是达不到的 普通的传 声器灵敏度一般在 70dB 左右 高一些的有 60dB 专业用的高灵敏度传声器 可以达到 40dB 左右 高灵敏度的传声器在同样的条件下可以拾得更大的声音 这样就可以减小后 级放大器的负担 容易得到高的信噪比 当然 太大的信号输出也要考虑后级设 备的承受能力 3 3 传声器的指向性 传声器的指向性是传声器最重要的一种特性 它指的是传声器对不同方向声 音的敏感度差异 这种抽象的含义通常可以用极坐标图来直观地表达 如图 8 极座标用角度和离中心点的 距离这两个量来确定座标中的任 何一个点 在表达传声器的指向 性时 相当于传声器放在 O 点上 0 度角是传声器的正方向 在专业 术语中称为主轴方向 与 O 点 的距离就是灵敏度的大小 在使 用极座标中 0 度角这个方向上 的长度规定为 1 这样就容易看 出其它方向上灵敏度的差异 如 果 20 度角的的灵敏度是 0 度角 的 80 就在座标中 20 度角的 地方描一个 图 8 传声器指向性极坐标图 长度是 0 8 的点 如果 90 度角的的灵敏度是 0 度角的 50 就在座标中 90 度角 的地方描一个长度是 0 5 的点 以相同的方法 就可以描出 360 度角内灵敏度的 数值 这个图形就是传声器指向性的极座标图 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 16 同样道理 若指向图型为正圆形 表示该传声器对所有方向的声音灵敏度一 致 指向性的意义 传声器的指向性使我们在工作中可以对不同方向的声源拾取不同大小的声音 这点在实际的拾音 录音工作中是很重要的 例如 图 9 所示 用一只传声器录制两个人 A B 的对白 若 A 的声音太大 B 的声音太小 把 主轴方向朝向 B A 便是 90 度侧向 若这个传声器的指 向性是上图所示 那么实际录得的声音中 B 就相对 A 扩 大了一倍 这就是指向性带来的 对不同方向的声源拾 音程度的控 图 9 空间演示图 制 强指向型传声器的工作目的也是如此 另外 传声器指向性的不同 还可以用来调节混响声的大小 由于混响声是 无方向的 也就是从四面八方向传声器传来 一支指向图形为圆形的传声器和上 图中的传声器相比 当然无方向的传声器拾取的混响声多些 调节混响声和直 达声比例是拾音工作中一个很重要的内容 其实传声器指向性的运用还有很多方 面 它是属于传声器使用技巧课程的内容 4 节能电路设计 4 1 概述 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 以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计 分立元件多 不可靠 如今单片机技术已经相当成熟 运用单片机可以设计出智能型的声控开关 电路 设计好后 运用软件编程来实现其功能 灵活方便 修改简单 目前许多声控开关的平均使用寿命不长 主要是因为电路作频繁的开关 启 动电流非常大 导致功率元件可控硅由于过载而损坏 本文中采用开关电压过零 保护技术 可消除白炽灯开启瞬间的大电流冲击 有效地防止可控硅元件启动时 的电流过载 大大地延长了开关的使用寿命 并且可以起到保护灯泡的作用 4 2 设计访案 设计声光控开关 最起码要考虑三方面的问题 其一是灯泡的开关控制 这 是由 220V 市电供电 其二是光控制 使其在有光时 即使有声音也不能亮 其 三就是声音控制 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 方案图 9 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 17 图 9 电路连接方案图 4 3 整体电路原理 220V 市电通过灯丝 LAMP D2 D5 降压整流后 经过 R7 限流 DW C3 稳压滤波为电路提供稳定的工作电压 R4 MG45 组成分压电路 白天由于光照 MG45 阻值变小 U1A 脚电位被拉低 由与非门的逻辑关系可知此时 U1A 输出 为高电平 经过 U1B 反相变为低电平 D1 截止后级电路不动 晚上光线暗 MG45 阻值变大 U1A 脚电位升高 如果此时有声音被 MIC 接收 经 C1 耦合 9013