傳感器課程設(shè)計(jì)拍即亮延時(shí)小夜燈

1、 課程設(shè)計(jì) 題 目 “拍即亮”延時(shí)小夜燈 摘要 拍即亮延時(shí)小夜燈主要作用于夜晚照明，只需拍手小燈珠即可發(fā)亮照明，方便實(shí)用，照明時(shí)長可通過調(diào)節(jié)相應(yīng)電阻阻值實(shí)現(xiàn)，待不需照明時(shí)小夜燈即可自動(dòng)熄滅，簡單易操作，極具實(shí)用性。關(guān)鍵字：ne555、延時(shí)、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路目 錄一 、設(shè)計(jì)目的1二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求12.1設(shè)計(jì)任務(wù)12.2設(shè)計(jì)要求1三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析23.1設(shè)計(jì)方法23.2設(shè)計(jì)步驟23.3設(shè)計(jì)原理分析3四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì)5五、參考文獻(xiàn)6傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì) 1.設(shè)計(jì)目的在不透光的倉庫和儲(chǔ)藏室，這些地方由于不是經(jīng)常工作的場所，室內(nèi)光線 較暗在剛進(jìn)入時(shí)很難找到開關(guān)。聲控電燈恰好能解決這個(gè)問題，通過

2、聲音形成開關(guān)電路，使得燈泡發(fā)亮，并且能在一定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)熄滅。達(dá)到聲控，延時(shí)和節(jié)能的效果。2設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 2.1設(shè)計(jì)任務(wù) 本次課題是聲控?zé)艨刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)，此控制燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要有聲控電路，放大電路，rc充放電路，延時(shí)電路，電源等，在設(shè)計(jì)此控制系統(tǒng)時(shí)，采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，使設(shè)計(jì)起來更加簡單、容易、條理清晰。2.2設(shè)計(jì)要求1 聲控 當(dāng)人靠近該系統(tǒng)時(shí)，拍一下掌或者咳嗽一聲都能使小夜燈正常發(fā)光。也就是說只要有聲音，并且達(dá)到設(shè)計(jì)的分貝都能使小夜燈發(fā)光。 2 延時(shí)點(diǎn)亮小夜燈 該系統(tǒng)中小夜燈一旦點(diǎn)亮，在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)，小夜燈會(huì)自動(dòng)熄滅。3設(shè)計(jì)步驟及原理分析3.1設(shè)計(jì)方法聲控脈沖觸發(fā)電路單穩(wěn)態(tài)延時(shí)

3、電路功率驅(qū)動(dòng)放大電路聲控脈沖觸發(fā)電路要由壓電陶瓷片，三極管及電阻組成，聲控脈沖觸發(fā)電路為聲音信號(hào)采集電路,利用壓電陶瓷片在聲音變化下電壓發(fā)生改變的特性3.2設(shè)計(jì)步驟壓電陶瓷片b與晶體三極管vt1，電阻r1，和電阻r2等組成了聲控脈沖觸發(fā)電路，時(shí)基集成電路ic與電阻r3，電容器c等組成了典型單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，晶體三極管vt2，vt3和電阻r4，r5等組成了小電珠h的功率驅(qū)動(dòng)放大電路。整個(gè)電路的電源由干電磁gb提供。平時(shí)，由于晶體三極管vt1的偏流電阻r1取值較大，所以vt1趨于截止?fàn)顟B(tài)，其集電極輸出電壓高于1/3vdd=1.5v，與之相連的時(shí)基集成電路ic的低電位觸發(fā)端2腳處于高電平，單穩(wěn)態(tài)電路處

4、于穩(wěn)態(tài)。電容器兩端通過ic的7，1腳被ic內(nèi)部導(dǎo)通的三極管短路，ic的3腳輸出低電平，vt2，vt3均無偏流而截止，小電珠h不發(fā)光。當(dāng)在有效距離范圍內(nèi)拍一下手掌時(shí)，突發(fā)的聲波被壓電陶瓷片b接收，并轉(zhuǎn)換成微弱的電信號(hào)，該信號(hào)的正半周經(jīng)vt1放大后，從其集電極輸出負(fù)脈沖，時(shí)基集成電路ic的2腳獲得瞬間低于1/3vdd=1.5v的低電平觸發(fā)信號(hào),使ic組成的單穩(wěn)態(tài)電路受觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)(即延時(shí)狀態(tài)),ic的3腳輸出高電平,vt2獲得適合的偏流而導(dǎo)通,vt3進(jìn)入完全飽和導(dǎo)通狀態(tài),小電珠通電發(fā)出亮光，隨著ic的3腳變成高電平，ic內(nèi)部導(dǎo)通的三極管截止，解除對(duì)電容器c的短路，電池gb通過電阻r3向電容器c開

5、始充電，當(dāng)c兩端的充電電壓（即ic的高電位觸發(fā)端6腳電位）達(dá)到2/3vdd=3v時(shí)，單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，ic內(nèi)部三極管重新導(dǎo)通，c通過ic的7，1腳放電并被再次短路，ic的3腳重新輸出低電平，導(dǎo)通到vt2，vt3失去偏流而截止，h斷電自動(dòng)熄滅。電路中，小電珠h每次延時(shí)點(diǎn)亮的時(shí)間長短，取決于單穩(wěn)態(tài)電路中電阻器r3，電容器c的時(shí)間常數(shù)，具體可以通過公式：t=1.1*r3*c來估算。按圖選擇r3和c的值，h延時(shí)點(diǎn)亮的時(shí)間約為1min。在晶體三極管vt1電流放大系數(shù)，r1電阻值確定的情況下，通過改變r(jià)2的電阻值，可調(diào)整靜態(tài)時(shí)ic的2腳電位高低，也就是說，通過適當(dāng)調(diào)整r2的電阻值，可以控制聲控靈敏度

6、。3.3設(shè)計(jì)原理分析本實(shí)驗(yàn)的總體電路設(shè)計(jì)可以分為三個(gè)不同的組成部分來完成，其中由壓電陶瓷片，三極管及電阻組成聲控脈沖觸發(fā)電路，它作為聲音信號(hào)采集電路使接收的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。而由ne555芯片，電阻等構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，可使得電路從一個(gè)穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，并且讓小夜燈保持一定的延時(shí)時(shí)間。最后，由三極管和電阻等組成功率驅(qū)動(dòng)放大電路，可以實(shí)現(xiàn)較大的輸出功率，滿足小夜燈的照明要求。延時(shí)小夜燈采用了諧振頻率較高（約4k左右）的壓電陶瓷片b作為聲波傳感器，所以對(duì)猝發(fā)的擊掌聲，硬物相碰撞聲反應(yīng)靈敏，而對(duì)于人們的講話聲以及環(huán)境其他低頻率的嘈雜聲，卻反應(yīng)不靈敏。也就是說，電路具有比較好的防誤觸發(fā)性能。延

7、時(shí)時(shí)間是由ne555外圍的電阻r3和極性電容c決定的，延時(shí)時(shí)間計(jì)算公式是t=1.1*r3*c；改變r(jià)3、c的大小就可以控制延時(shí)的長短。本次試驗(yàn)中選擇r3=100k,c=47uf,使得延時(shí)時(shí)間st5047.0100001.1。電容、電阻的取值不應(yīng)太大，隨著t寬度的增加，它的精度和穩(wěn)定度也會(huì)下降，同時(shí)小電珠會(huì)亮很久，造成資源的浪費(fèi)。取值太小，效果不明顯，燈很快就滅了。一拍即亮小夜燈由三極管vt2，vt3和電阻r4，r5燈組成了系統(tǒng)的功率驅(qū)動(dòng)放大電路，其中兩個(gè)三極管組成了放大電路，r4和r5的作用是限流，在功率放大電路中，為了輸出較大的信號(hào)功率，管子承受的電壓要高，通過的電流要大，功率管損壞的可能性

8、也就比較大，所以功率管的參數(shù)選擇與保護(hù)問題也不容忽視，因此設(shè)計(jì)的電路中都需加入限流電阻來保護(hù)電路。4.課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì) 經(jīng)過與同組人獨(dú)立自主的設(shè)計(jì)電路,翻閱查找各種資料，不僅學(xué)到了關(guān)于一拍即亮小夜燈的各種知識(shí)，也更加了解了聲控脈沖觸發(fā)電路，單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路以及功率驅(qū)動(dòng)放大電路。最終做出來的小夜燈的靈敏度比較適中，但不是特別理想，另外，每次延時(shí)時(shí)間控制在5秒多，時(shí)間上來說很符合實(shí)驗(yàn)要求。總的所做成品比較符合人性化特點(diǎn)，電路圖也比較簡單，安裝也較為容易，對(duì)于日常生活來說比較有實(shí)用意義。 雖然本實(shí)驗(yàn)基本達(dá)到了實(shí)驗(yàn)要求，所設(shè)計(jì)的小夜燈最大特點(diǎn)就是人性化。但是依然也是存在一些不足，并不是最完美的設(shè)計(jì)。首先就是小夜燈的靈敏度問題，雖然實(shí)驗(yàn)中的成品小夜燈的靈敏度算比較適中，但運(yùn)用到實(shí)際生活中去還是有所欠缺，運(yùn)用到實(shí)際生活中可以通過調(diào)節(jié)阻值大小來調(diào)節(jié)，也可以將壓電陶瓷片替換來調(diào)節(jié)，例如可以用咪頭來代替。 實(shí)驗(yàn)中是通過電阻以及電容的值來調(diào)節(jié)靈敏度的，這運(yùn)用到實(shí)際生活中去還是有些不足。其次是如何適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)小夜燈的延時(shí)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)中采用的是電阻與電容的適當(dāng)取值使得時(shí)間保持在5秒左右，比較人性化，實(shí)際生活中可以根據(jù)具體情況來調(diào)節(jié)延時(shí)時(shí)間，時(shí)間的調(diào)節(jié)也可以改變電阻與電容的值來達(dá)到預(yù)期效果。5.參考文獻(xiàn)1、康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分m，北京：高等教育出版社，20062