声光双控开关的设计

1、电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 1 -摘要摘要在学校、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。通过对电子工艺基础课程的学习，为了能够将课本的理论知识用于实践，同时也为了加强我们对模拟电子技术和数字电子技术的理解和巩固，本课程设计小组花了一段时间进行电子技术课程设计，而我们设计的课题是声光控制路灯的设计，设计出一种电路新颖、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来代替普通路灯，从而解决长明灯的现象。在本设计中介绍了声光控路灯控制

2、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。 关键字关键字：声光控制；节能；开关；声控电路；光控电路；延时电路 电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 2 -目录目录一总体思路一总体思路.2二设计方案及原理图二设计方案及原理图.31原理框图.32声光双控开关控制电路.4三工作原理与调试三工作原理与调试.53.1 电源设计.53.2 信号放大整形电路设计.

3、63.3 555 延时处理电路的设计 .7四四 印制电路板及调试印制电路板及调试.91.印制电路板.92焊接电路.9五、所需元器件清单五、所需元器件清单.11六、体会六、体会.12七、总结七、总结.13八、八、 参考文献参考文献.14电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 3 -一总体思路一总体思路整个电路由电源电路，放大电路，处理电路（声控电路、光控电路）及延时电路等部分组成。电源由 220V 交流电源供电，光敏控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号。从而实现白天灯泡不亮晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，声控电路主要将声音信号转变为电信号，从而要实现自动控制，

4、延时电路声音消失后延长一段光照时间。总体方框图如图 1 所示。电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 4 -二设计方案及原理图二设计方案及原理图1原理框图图 1 原理框图原理简述：声源产生的声音信号，经声电转换器后转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器将幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路达到设计要求时间与设计要求功能，经执行机构直接控制负载动作，处理电路如下图 2 所示：图 2 信号处理框图2声光双控开关控制电路图 3处理声电转换执行机构电源延时输出声源放大输入 输出 输入 输出 （a）框图 （b）波形9 输出信号处理电子电子设计

5、报告 声光双控开关的设计- 5 -电路简述 本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。电路主要由 555 集成电路和放大电路组成。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。电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 6 -三工作原理与调试三工作原理与调试3.1 电源设计电源电路的种类繁多，如变压器降压；桥式整流全

6、波整流；Lc、Rc、滤波；三端稳压器稳压等。具体采用什么电路合适，则根据主体电路及执行机构不同和可靠、价廉、有效益等要求进行选用。本声光双控开关电路电源的设计结构如图 4 所示：图 4 电源设计结构框图220V 交流电经过 C6，R7 降压后，再经过 VD2，VD3 整流稳压，通过 C5 滤波，变成 12V 的直流电，再经过三端稳压集成块 IC2（78L06）稳压，C4 滤波，形成 6V 稳定的直流电源 Ec，供后续电路使用。电源稳压电路如图 5 所示图 5 电源稳压电路3.2 信号放大整形电路设计放大电路实现方法很多，除分立器件实现之外，还可采用运放，也可采用门电路等来实现。本系统放大整形电

7、路设计结构如图 6 所示 a b c d e降压整流滤波稳压电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 7 -图 6 信号放大整形电路在有声音是，声音经过 MIC 接受，Q1 放大，使 VC1 下降。当 VC1 低于 Ec/3 时，触发 IC1，使其内部触发比较器翻转，进入准稳态，3 脚输出高电平，经 R6 触发 BCR 双向可控硅，可控硅导通，灯泡点亮。3.3 555 延时处理电路的设计在黑夜或者光线较暗时，Rv1 的阻值增大，使 Rv1 与 R4 的分压低于 Ec/3。此时 VD1导通，由 R2 经 VD1 与 R4 分压，在 IC1 与 2 的脚仍低于 Ec/3,3 脚为低电平，不能触发双向

8、可控硅 BCR，电灯不亮。在有声音是，声音经过 MIC 接受，Q1 放大，使 VC1 下降。当 VC1 低于 Ec/3 时，触发 IC1，使其内部触发比较器翻转，进入准稳态，3 脚输出高电平，经 R6 触发 BCR 双向可控硅，可控硅导通，灯泡点亮。此时 IC1 放电端 DIS（7 脚）内部开路。从而解除了对电容二的鉗位，电源电压开始通过 R5 向 C2 充电，充电常数为 R5C2，直到 C2 上电压VC2 上升到 2/3Ec 时，IC1 复位，准稳态结束，又回到准稳态。C2 上的电压经 7 脚对地迅速放电，输出端 3 脚复低电平，BCR 断开，灯泡熄灭。电路一旦触发，在准稳态期间，声音就不再

9、起任何作用。灯泡点亮时间为 1.1 R5C2。根据需要点亮时间的长短，可以改变 R5C2 的数值。当光线较强或者白天使，RG 受光照较强，阻值变小，经电源由 RG 与 R4 分压，使IC1 的 2 脚电压高于 EC/3。此时电压封锁了声控通道。即使有较强的声音，也不会触发IC1，使 IC1 始终处于复位状态，所以灯泡不会点亮。控制电路如图 7 所示电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 8 -图 7 555 延时处理电路电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 9 -四四 印制电路板及调试印制电路板及调试 除 MIC，RG 和 RP1 外的所有元件按图 3 所示焊接在印制板上。待安装完毕检查无误

10、并将灯泡装入电路后方可通电。首先检查 C5 两端电压是否为直流 12V，再检查 C4 两端电压是否为 6V，检查有关元器件焊接是否正确。确认电压正确后，去掉 RG，在周围无任何声音时，调整 RP1，使电压 VC1 略高于 1/3Ec，并不是灯泡点亮，然后周围发出声音，使灯泡点亮，根据声音的大小，距离的远近微调 RP1，至接受灵敏度最高为止。1.印制电路板首先，连接电路各元件如图 3 所示，其次，封装个元件，创建网表并导入网表，然后制作焊盘，如图 8 所示图 8 制作焊盘图 9 焊盘 3D 视图2焊接电路电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 10 -将电路图打印输出，制作电路板，然后焊接元器件

11、。实物如下图所示3D 视图实物图电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 11 -五、所需元器件清单五、所需元器件清单表 6-1元器件名称数量备注555 定时器1NE555C11010ufC2147ufC31100fC4110ufC51470ufC6110uf稳压二极管1BZV8C12NPN12N5572双向可控硅1L6004L8二极管1IN4007电阻9R1（10K） ，R2（5.1K） ，R3（10K） ，R4（100K） ，R5（10K） ，R6（300） ，R7（200K） ，R8（100K） ，Rv1（800K）电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 12 -六、体会六、体会本次的声光

12、控制开关的设计实践将我们学到的知识应用到了实践，深化了对数字电路设计、和模拟电子设计的认识，使我们在设计的实践中获得新知。通过之前的理论知识和实践操作，我不仅仅得到的是课本上的东西，更重要的是我通过自己的独立动手，让我学会了分析电路、设计电路的步骤等。在此设计中利用到了三极管的放大 、光敏效应，特别是让我温习了 555 触发器的知识与应用， 让我们进一步巩固和掌握前面所学的基础知识，加深对了对模拟电路.数字电路.理解，对元气件的使用更加深刻。电子电子设计报告 声光双控开关的设计- 13 -七、总结七、总结声光双控照明灯，它可以用于楼梯、过道、库房的场合。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。在电源设计中要根据其主体电路及执行机构不同，要求可靠，价廉，有效益。由于此开关在光线较暗时是否接通取决于声音的强弱，因此为加强其工作效应，设计了信号放大整形电路，微弱