声控走廊灯开关的设计

1、模拟电子技术课程设计主题：声音控制走廊灯开关的设计本科：工学部、电气、电子工程学系专业：电气工程及其自动化班级：名字：学位：导师：二一五年十二月模特电气课程设计担当书一、基本情况学时： 30学时单位： 1学分课程设计代码： 07120102适应班： 14电气工程，自动化二、日程本设计共计划一周，共计30学时，具体分配如下实习动员和准备：第二学期整体方案设计： 4学期查阅资料，研究设计： 14点制作设计报告： 8点总结：第二学期教师指导：随时三、基本要求1 .课程设计的基本要求模型电气课程的设计是模拟电子技术课程毕业后，应课程要求，对学生进行综合训练的实践教学的一环。 主要是培养学生综合运用理论

2、知识的能力、分析问题、解决问题的能力和根据实际要求独立设计的能力。 初步掌握模拟电子电路的安装、接线、焊接、调试等基本技能熟练掌握电子电路基本部件的使用方法，训练和提高阅读能力，掌握组装调整方法。 其中理论设计包括总体方案的选择、具体电路设计、零件和计算参数的选择等，课程设计的最后要求是写设计总结报告，全面总结设计内容，有实践条件就把实践内容提高到理论高度。2 .课程设计的教育要求模仿课程设计的教育以比较集中的方式进行，以班为单位全班同学集中到设计室进行。 实现实训教育课程化，严格工作制度，实训期间累计旷课6次以上，或迟到、早退8次以上的学生，这门课评价不合格。 研修期间必须外出寻找资料，必须

3、在指定的时间内外出。课程设计任务比较分散，每三个学生组成一个小组，完成课题设计。 团队成员分工合作，可以在同一团队成员之间互相讨论、协商，可以参考和参考他人的设计方法和经验。 但是，每个学生必须单独完成设计任务，拥有完整的设计资料，独立编制设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计评价必须不合格处理。四、设计主题和控制要求声音控制走廊的灯光开关要求：(1)适用于办公楼或居民大楼的音响控制开关(2)白天光线充足的情况下，灯不点亮(3)晚上光线暗，没有人声，有灯不亮的声音就明亮。五、设计报告设计完成后，需要编写课程设计报告。 设计报告必须独立完成，形式满足要求，文字(不含图形、程序)在2000字

4、以上，为绘图规范。 设计报告的形式如下1、封面2、内容提要三、目录四、正文(1)主题的意义、本人的工作和系统的主要功能(2)方案的选择和论证(2)设计步骤和电路图(3)零件的选定(4)设计过程中出现问题的解决方法5、心得6 .参考文献六、评价方法模仿课程设计的评价方式考察，评价结果优秀，良好，中等，合格，不合格等，分数90-100之间优秀，80-89分之间良好，70-79分之间中等，60-69分之间合格，60分以下不合格。审查分三个方面进行：平日工作时间： 30%的实验和设计成果质量： 40%的课程设计报告： 30%在下列情况之一下，课程设计评价被处理为不合格1、设计期间累计迟到、早退达到8次

5、2、设计期间累计课程达到6节3、设计报告雷同率超过50%或没有设计报告4 .无法完成设计任务，无法达到设计要求摘要音响控制灯是控制音响的电子照明装置，由音响放大器、频率选择电路、延迟接通电路和晶闸管电路构成。 控制操作简单、灵活、抗干扰性高、灵敏度高的音响控制灯，可以简单地打开和关闭音响控制照明装置，具有防止误动作的自动延迟关闭功能，没有手动开关，其应用更方便。为了社会的进一步发展，需要设计开发电路新颖、安全节电、结构简单、安装简单的语音控制走廊灯节能自动开关。 公共场所和居民区的公共大楼灯光白天不亮，晚上听到明亮的声音，人走后几十秒钟自动关闭，很方便，省电。关键词：光电电阻二极管晶体管。目录

6、第一章绪论- 3 -1.1课题背景- 3 -1.2音响控制灯的介绍- 3 -第二章系统方案设计- 4 -2.1设计构想- 4 -2.2设计要求- 4 -2.3系统框图- 4 -2.4系统框图分析- 5 -第3章各单元的电路设计和参数计算- 6 -3.1传感器电路- 6 -3.2放大电路- 6 -3.3 T触发器- 6 -3.4单稳定性电路- 7 -3.5驱动显示电路- 8 -第4章电路的调试- 10 -4.1调试方法- 10 -4.2调试数据- 10 -4.3焊接调整过程- 10 -总结- 12 -参考文献- 12 -第一章绪论1.1课题背景目前光电产业的结合已经是未来光电机械一体化趋势的代表

7、。 这种组合与我们最关联的是光控制走廊灯的使用。 我们仔细看看，每天傍晚，当天的颜色很暗，走廊的灯会自动点亮。到了早上，太阳照射到整个走廊，走廊的灯就会自动熄灭。 其实，实现这些功能的不是勤奋的街道管理员，而是光电设备的杰作。 其中，其主要作用是使用光电电阻。本文将用软件对整个光控路灯的实现过程进行模拟，并在模拟成功后制作实际电路1。 单片机电路模拟工具可以制作电路的电路图，提供连续性的模拟信息。 这样，可以大幅度减少系统开发的时间和成本。1.2音响控制灯的介绍用声音和光的强弱来控制灯的明暗变化。 光充足的时候，发出多少声音灯就灭了，光不足的时候，声音在一定程度上到达的时候就发出光。 这是因为

8、声信号是通过光的强度控制的，而当光的强度达到基准时，该声音是由声音控制的。 其原理是声学、光学和电子的原理，即声学传感器将声音信号转换为电信号，按压触发器来开启电路2。 其中，使用由光电电阻、555计时器、二极管、晶体管、麦克风等部件构成的放大电路、延迟电路，实现了控制灯的闪烁的目的。第二章系统设计2.1设计思路声音控制走廊灯通过传感器将声音信号(脚步声等)转换成电信号，并用电信号驱动灯泡。声音控制走廊灯具的特征：(1) .稳定性好，及时为人们提供照明。(2) .作用时间合理，人进入道口时明亮，人尽可能离开时消失，不要中途消失。(3) .节能性好，声音控制走廊的灯光少，可以长时间工作。2.2设

9、计要求音响控制走廊灯的设计要求：(1)开关式控制：点亮一次，再熄灭一次。(2)延迟式控制：一次掌声背光点亮，延迟3秒后自动熄灭。声控走廊灯的设计原理：根据设计任务的要求，首先要将声音信号转换成电信号，由于需要传感器电路，传感器电路输出的电信号微弱，需要放大电路，放大的电信号必须实现开关控制和延迟控制两种控制方法。 在开关控制中，要求拍手一次的点亮、拍手一次的熄灭，当将拍手信号视为触发脉冲时，该现象正好与t触发器的反转功能一致，到达另一个端子，因此选择t触发器实现开关的失控控制。 延迟式控制要求一次掌声后灯自动熄灭10秒钟。 如果我们把上述掌声信号视为触发信号，将该触发信号加在单一的稳态触发上，

10、就能正好满足上述要求，因此，在放大电路之后用一个双插槽开关来实现两个控制方式，将开关转动到一个端子来实现开闭式控制， 将开关转到另一端子，实现延迟式控制，经由t触发器或单一稳态触发器输出的信号为数字信号3，驱动能力稍微不足，因此考虑增加一级驱动放大电路，输出到电灯控制电路。2.3系统框图图2.1电路的原理框图2.4系统框图分析(1) .传感器把声音信号转换成电信号，我们经常使用的是麦克风。 市场上麦克风种类很多，我们选择的是驻极体麦克风，驻极体麦克风具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、收音机麦克风、声音控制等电路中是最常用的电容麦克风。(2) .放大电路对信号进

11、行放大，但这里，由于被放大的信号不需要特别的要求，所以可采用LM324。(3).T触发器，制造商只生产JK触发器和d触发器，所以t触发器需要用d触发器改造。(4) .单稳定电路、单稳定电路可以由分离元件自身搭载，由555定时器构成。 我们还在使用d触发器。 因为CD4013有两个d触发器，制作t只有一个d触发器，另一个不是浪费的，所以如果不充分利用资源，就不能节省成本。(5) .驱动电路、驱动电路由通常的晶体管驱动。 因为这里的信号功率不大，所以9013.9013是NPN型小功率晶体管4，该电路满足条件。第三章各单元的电路设计和参数计算3.1传感器电路本课题在将声音信号转换为电信号的传感器中采

12、用驻极体麦克风，驻极体麦克风的电路如图所示，通过调查驻极体麦克风的工作原理，可知输出电阻极高，考虑到电路的匹配，后级的放大电路与高输入阻抗相匹配图3.2驻极体麦克风电路图3.3相同的比例放大电路3.2放大电路LM324放大电路如图3.3所示。 由于驻极体麦克风的输入阻抗高，我们选择高输入阻抗的同相比例放大电路，反相比例放大电路的输入阻抗低。 之后连接的是数字电路，当在后级选择了TTL电路时，如果在下一级选择了CMOS电路，则输出到下一级的电压信号的振幅大于3.5V，设用驻极体麦克风转换的电信号UA=20mV，当在放大的电压中选择了CMOS电路时，将放大的输出电流由此，Rf=200r3 .au=

13、1rf/R3=ub/ua3/0.02=150au=200，相对于此，在同相比例放大电路中，R3的可能的值的范围为1千欧姆到几千欧姆，rf的可能的值的范围为几十千欧姆3.3 T触发器用CMOS电路实现的是，TTL电路的功耗大，要求电源5V稳定，相对于此，用CMOS电路318V的电源也能省电，因此用CD4013实现了触发器和单稳定电路5。 CD4013的管脚图如图3.4所示。 根据设计要求，以拍手信号作为触发信号，用CD4013的d触发器之一实现触发的电路图如图3.5所示图3.4CD404013管脚图3.5触发器和单稳态电路3.4单稳定性电路使用CD4013和外围电路来实现，如图3.5的单稳定电路

14、所示，这里用三要素法来计算电路中的r、c。 CMOS电路的阈值电压Ut=0.5Vcc。 当作为拍手信号的触发脉冲到来时，q设备1对c开始充电，当充电电压达到阈值电平时，在UT时复位信号r有效，q被复位，单稳态过程结束。f(t)=f() f(0 )-f()e-t/T在上式中以f()=Vcc，f(0 )=0，t=510s为例进行计算，代入上式，则成为1/2Vcc=Vcc 0-Vcce-5/T得到t=7.1414.2为了T=RC，设C=220微发，R=51千欧元。在图3.1的电路原理框图中，开关设置于数字电路中，但考虑到在上述t触发器与单稳态电路之间无法直接线和线，将上述开关修正为数字电路。3.5驱

15、动显示电路选择晶体管电流放大电路，如图3.6所示使用发光二极管模拟灯的显示。 计算基极电阻Rb和集电极电阻Rc的选定。图3.6显示电路的驱动图3.7总电路图第4章电路的调试4.1调试方法首先调试各单元电路，驻极体麦克风接受声音信号并转换成电信号，但电信号微弱不能有效测量，微弱电信号被放大电路放大的信号能测量其电压的大小，看到放大后的电压是否达到所要求的电压再次测试t的输出端q是否在一次拍手中升到高水平，是否在两次拍手中升到低水平。 最后，测试单稳定电路的输出端是否能得到必要的波形。 单元的电路测试成功后，连接整个电路，看灯的闪烁情况。4.2调试数据掌声的次数灯亮着拍手一次灯亮了拍两次手灯灭了掌声的次数灯亮着晚点熄灯多长时间拍手一次灯亮了3.0s拍两次手灯亮了2.9s鼓掌三次灯亮了3.0s4.3焊接调整过程(1) .焊接前清点各零件清单，检查有无缺损。(2) .通过出版物和网络搜索零件的销等信息，为实际焊接做好必要的准备。(3) .按照电路图