人體檢測(cè)夜間自動(dòng)照明燈設(shè)計(jì)概要

1、1摘要：.2關(guān)鍵詞 .2第1章引言.2第2章電路結(jié)構(gòu).3第3章 電路工作過(guò)程 .33.1傳感器及信號(hào)放大部分 .43.2明暗檢測(cè)電路.53.3亮燈時(shí)間的控制 .53.4輸出電路.5第4章元器件選擇.6結(jié)論 .9致謝辭 .11參考文獻(xiàn) .12附錄A.132人體檢測(cè)夜間自動(dòng)照明燈設(shè)計(jì)馬翔摘 要：該設(shè)計(jì)主要介紹的是關(guān)于聲光控的電路設(shè)計(jì)。聲光控是通過(guò)光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)光敏電 阻在背光的的時(shí)候燈就會(huì)慢慢的熄滅，即這時(shí)也是人走過(guò)了的時(shí)候。在有的電路中這種原理也可 以通過(guò)聲音的振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)人走過(guò)是只需用手輕拍一下燈就會(huì)自動(dòng)的亮，人離開(kāi)后又熄滅。這 樣就給路人提供了相應(yīng)的方便，同時(shí)，也達(dá)到了節(jié)電和節(jié)能的目

2、的；延長(zhǎng)燈的壽命。在實(shí)際生活 中節(jié)電節(jié)能，能夠?qū)崿F(xiàn)更多的自動(dòng)化。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)計(jì)，我最終決定用聲光控夜間自動(dòng)照明電 路作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中介紹了多種聲光控路燈控制器的組成、性能，適用范圍及工作原理，給出各電路 原理圖及元件參數(shù)選擇，節(jié)電效果十分明顯，同時(shí)也大大減少了維修量、節(jié)約了資金，使用效果 良好。白天光照好，不管過(guò)路者發(fā)出多大聲音，都不會(huì)是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只 要檢測(cè)到有碎發(fā)聲響，就會(huì)自動(dòng)亮為行人照明，過(guò)數(shù)十秒后又自動(dòng)熄滅，節(jié)能節(jié)電。關(guān)鍵詞：電路放大 光敏電阻 可控開(kāi)關(guān) 聲光控制第 1 章引言現(xiàn)代高層辦公大樓中，認(rèn)為造成能源浪費(fèi)的現(xiàn)象依然非常嚴(yán)重，無(wú)論有人還是無(wú)人，經(jīng)

3、常是“長(zhǎng)明燈”。只能照明系統(tǒng)機(jī)能分散控制又能集中管理，在大樓中的中央應(yīng) 控制室，管理人員通過(guò)操作鍵盤(pán)即可關(guān)閉無(wú)人房間的照明燈。智能調(diào)光照明系統(tǒng)中的光線感開(kāi)關(guān)通過(guò)測(cè)定工作面的照度， 與設(shè)定值比較，來(lái)控 制照明開(kāi)關(guān)，這樣可以最大限度的利用自然光，達(dá)到節(jié)能目的，也可以提供一個(gè)不受 季節(jié)與外部環(huán)境影響的的相對(duì)穩(wěn)定的視覺(jué)環(huán)境。一般來(lái)講，越靠近窗自然光照度高， 從而人工照明的照度就低，但合成照度就贏維持的設(shè)計(jì)照度值。本文介紹的是一款簡(jiǎn)單、實(shí)用的自動(dòng)燈控制電路，可以由聲、光控制及人體觸摸控制。當(dāng)有人進(jìn)入檢測(cè)范圍時(shí)，電路將檢測(cè)到的人體信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，從而控制高 亮度EL點(diǎn)亮；當(dāng)人離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，控制電路延遲一定

4、時(shí)間，自動(dòng)關(guān)閉EL,從而達(dá)到節(jié)能目的。此設(shè)計(jì)主要用于樓道、民用衛(wèi)生間，在斷電時(shí)，也可通過(guò)電路的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)應(yīng) 急照明。在夜間，有人走動(dòng)或發(fā)聲時(shí)，燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮延時(shí)數(shù)分鐘后自動(dòng)熄滅。在白天， 若觸摸電極片A,則自動(dòng)燈也會(huì)受觸發(fā)而點(diǎn)亮。電路能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)人體移動(dòng)信息，從 而達(dá)到夜間無(wú)故障對(duì)EL的開(kāi)斷；3電路有使傳感器失效控制電路，使其在白天不能點(diǎn)亮EL;人工可控制EL不亮、長(zhǎng)時(shí)間亮及熱釋電控制關(guān)斷；為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，要求 電路電能轉(zhuǎn)化光能效率達(dá)到80%以上。電源直接來(lái)源于市網(wǎng)電壓220乂第 2 章電路結(jié)構(gòu)整個(gè)控制電路由電源電路、聲控電路、光控電路、觸摸控制電路、延時(shí)電路、繼 電器驅(qū)動(dòng)電路等組成。電源電

5、路由電源變壓器T、整流橋堆UR三端集成穩(wěn)壓器IC1及濾波電容器C4 C5組成。照明燈EL與繼電器K1的常開(kāi)觸頭K1-1串聯(lián)后，并接在電源變壓器的一次 （初級(jí)）繞組兩端。聲控電路由傳聲器（話筒）BM數(shù)字集成電路IC2內(nèi)部的非門(mén)電路D1、D2及電阻 器R1R4電容器C1、C2等級(jí)成。光控電路由光敏電阻器RG電位器RP1電阻器R4 IC2內(nèi)部的非門(mén)電路D3二 極管VD1等組成。觸摸控制電路由電極片A電阻器R6 R7、IC2內(nèi)部的非門(mén)電路D4二極管VD2等組成。延時(shí)電路由電阻器R5電容器C3 IC3內(nèi)部的非門(mén)電路D5等組成。繼電器驅(qū)動(dòng)電路由繼電器K1、二極管VD3晶體管V及電阻器R8等組成。第 3 章

6、電路工作過(guò)程交流220V電壓經(jīng)電源變壓器T降壓、整流橋堆UR整流、C4濾波及IC1穩(wěn)壓后， 在C5兩端產(chǎn)生+5V電壓，供給繼電器和整個(gè)控制電路。接通電源后，整個(gè)控制電路工作在守候狀態(tài)， 非門(mén)電路D5輸出低電平（0V），使晶 體管V截止，繼電器K1的常開(kāi)觸頭不吸合，照明燈EL不亮。當(dāng)有人走進(jìn)該自動(dòng)燈或有聲發(fā)出時(shí)，傳聲器BM將聲音信號(hào)變換成電信號(hào)，此電信 號(hào)經(jīng)非門(mén)電路D1構(gòu)成的交流線性放大器放大后，經(jīng)非門(mén)電路D2反相后輸出高電平， 使非門(mén)電路D3的輸出端變?yōu)榈碗娖?，二極管VD1導(dǎo)通，非門(mén)電路D5的輸出端變?yōu)楦唠娖?，使晶體管V飽和導(dǎo)通，繼電器K1的常開(kāi)觸頭K1-1吸合，照明燈EL發(fā)光在白天，即使有人

7、腳步聲或其他聲響，也不會(huì)有高電平加入非門(mén)電路D3的輸入端， 因?yàn)楣?敏電阻器RG受光照而阻值變小，非門(mén)電路D3的輸入端始終為低電平，輸出端 也保持高電平，二極管VD1和晶體管V均處于截止?fàn)顟B(tài)，照明燈EL不亮。夜晚，光敏 電阻器RG的阻值變大，此時(shí)若傳聲器BM拾取到聲音信號(hào)，則會(huì)有高電平加至非門(mén)電 路D3的輸入端，使二極管VD1和晶體管V導(dǎo)通，繼電器K1觸頭吸合，照明燈EL點(diǎn)亮。不管白天和夜間，只有用手觸摸電極片A后，人體感應(yīng)信號(hào)將使非門(mén)電路D4的輸 入端變?yōu)楦唠娖?，其輸出端變?yōu)榈碗娖?，又使二極管VD2導(dǎo)通，非門(mén)電路D5的輸入端 變?yōu)榈碗娖?，輸出端變?yōu)楦唠娖?，晶體管V飽和導(dǎo)通，繼電器K1動(dòng)作，照

8、明燈EL點(diǎn) 亮。在二極管VD1或VD2導(dǎo)通瞬間，電容器C3通過(guò)VD1或VD2被迅速充電，非門(mén)電路D5的輸入端立即為低電平。當(dāng)非門(mén)電路D3或D4的輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖剑S后 又同時(shí)變?yōu)榈碗娖剑┦筕D1或VD2截止時(shí)，電容器C3通過(guò)電阻器R5緩慢放電，使非 門(mén)電路D5的輸入端仍維持一段時(shí)間的低電平， 照明燈EL不會(huì)馬上熄滅，直到C3放電 結(jié)束，D5輸入端變?yōu)楦唠娖?，輸出端變?yōu)榈碗娖?，晶體管V截止，繼電器K1釋放， 照明燈EL才熄滅。在白天，調(diào)節(jié)電位器RP的電阻值，使非門(mén)D3輸入端電壓低于VCC/3（1.65V）以 下，使其驅(qū)動(dòng)端保持高電平，同時(shí)，還可以調(diào)節(jié)光控的靈敏度。R5 C3為時(shí)間常數(shù)元件

9、，改變R3的電阻值和C3的電容量，可改變燈亮至燈滅的 延遲時(shí)間。電阻值、電容量越大，延遲時(shí)間越長(zhǎng)。調(diào)節(jié)R2的電阻值，可以調(diào)節(jié)聲控的靈敏度。利用熱釋電紅外傳感器可以檢測(cè)到移動(dòng)的人體或其他動(dòng)物（如犬、貓等），下面介紹用雙元件熱釋電紅外傳感器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)傳感器）制作夜間自動(dòng)照明燈既可照明，又 可防盜（威懾作用）。3.1傳感器及信號(hào)放大部分傳感器的輸出電壓，只要人體移動(dòng)，就能被檢測(cè)到。為了擴(kuò)大檢測(cè)范圍。需在傳 感器前安裝菲涅爾透鏡，傳感器處于透鏡的焦點(diǎn)處。所謂菲涅爾透鏡，其光學(xué)作用與 凸透鏡一樣。起會(huì)聚光線的作用；它是將凸透鏡的凸而去掉只保留凸面的曲線，這樣可減少透鏡的厚度和重量：菲涅爾透鏡表面每個(gè)鋸齒

10、的表而曲線就是凸透鏡表面曲 線的一部分，且半徑相同。在無(wú)紅外線射入時(shí)，傳感器輸出VS為0.60.8V的偏置電 壓，當(dāng)紅外線射入傳感器時(shí).輸出電壓疊加在這個(gè)偏置電壓上， 約有010mVrmS勺變 化量。運(yùn)放ICIa組成放大約400倍的帶通濾波器，其電壓放大倍數(shù)Av=1+R4/RA417倍。人的運(yùn)動(dòng)頻率約為110Hz的程度，C3和R4構(gòu)成低通濾波器， 其高頻截止頻率fh=1/2n C3R4 16Hz。5C2和R3構(gòu)成高通濾波器。其低頻截止頻率fl=1/2n C2R0.66Hz。帶通頻率為O.66Hz16HzR1和C1組成低通濾波器。用來(lái)除去來(lái) 自外部電路的干擾，其高頻截止頻率fh=1/2nC1R1

11、-0.16Hz。3.2明暗檢測(cè)電路為了判別白天或黑夜，用cds(硫化鎘)光敏電阻來(lái)檢測(cè)光線的強(qiáng)弱。隨照度的不 同，其阻值在10kQ1MQ之間。.CaS接在電源Vcc和C點(diǎn)之間.如果CdS的阻值減 少.則C點(diǎn)電壓升高，即明亮?xí)r閾值電壓Vth高：調(diào)整VR1可改變明暗檢測(cè)的靈敏度。運(yùn)放Iclb組成比較器，用R6 R7加入正反饋，使比較器具有約10mv的滯后電壓Vh。Vh=R6(VOH-VO/(R6+R7)10.5mV圖2中R6為1.5k Q，R7為1MQ,運(yùn)放的 高電平輸出VOH為7.0V，低電平輸出VOL為0v。3.3亮燈時(shí)間的控制用555構(gòu)成定時(shí)電路，定時(shí)時(shí)間560s可調(diào).由VR2調(diào)節(jié)。設(shè)定時(shí)間

12、Ton=1.1 X C4(VR2+R8 =5.260.2s。當(dāng)傳感器檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí)，比較器IC1b輸出低電平，555輸出高電平，使三極 管Tr1驅(qū)動(dòng)繼電器或蜂鳴器等，定時(shí)結(jié)束后555輸出翻轉(zhuǎn)為低電平，Tr1截止。3.4輸出電路輸出部分由三極管推動(dòng)繼電器吸合。利用其觸點(diǎn)接通燈泡照明。為了吸收繼電器 線圈在斷電時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流，以保護(hù)三極管不被擊穿，在線圈兩端并聯(lián)了續(xù)流二極 管D1; D1的耐壓應(yīng)在繼電器驅(qū)動(dòng)電壓的3倍以上(這里在30V以上)， 電流容量在繼電 器的驅(qū)動(dòng)電流以上（這里在20mA以上）。繼電器RLI選用線圈電壓9V、觸點(diǎn)電流5A的 小型繼電器。第 4 章元器件選擇T選用10W二次電

13、壓為6V的降壓變壓器。UF選用2A、50V整流橋堆，或用四只1N5401硅整流二極管橋式連接后代用。6VD仁VD3均選用1N4148開(kāi)關(guān)二極管：反向耐壓：75V反向漏電流：5-50 nA正向?qū)▔航担?.75-1V正向連續(xù)導(dǎo)通電流：150mA正向瞬間導(dǎo)通電流（小于1秒）：500mA反向恢復(fù)時(shí)間：4nS。V選用S9013或C8050硅NPN型晶體管。C1和C2選用滌綸電容器；C3-C5均選用耐壓值為16V以上的電解電容器。RG選用GRMG4型光敏電阻器。其余各電阻器選用1/4W碳膜電阻器。光敏電阻器 是一種對(duì)光敏感的元件，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。光敏電阻器在電路中用字母“

14、R或“RL、“RG表示光敏電阻器的結(jié)構(gòu)、特 性及應(yīng)用光敏電阻器的結(jié)構(gòu)與特性光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹(shù)脂防潮膜）和電極等組成。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻 器，對(duì)光線十分敏感。它在無(wú)光照射時(shí)，呈高阻狀態(tài)；當(dāng)有光照射時(shí)，其電阻值迅速 減小。7光電限ai的電踣團(tuán)形符號(hào)赫陽(yáng)膨符嵯b ids聲襯號(hào)龍虹険常的培恂及外幣4）站科b光墩電阻器的應(yīng)用電路RP1選用小型合成碳膜微調(diào)電位器。傳聲器BM選用錄音機(jī)用駐極體傳聲器（話筒）8IC1選用LM7805三端集成穩(wěn)壓器；IC2選用CD4069六非門(mén)數(shù)字集成電路。 觸摸電極片可用金屬片自制，剪成12川的圓形或方形。9結(jié)論當(dāng)夜晚來(lái)臨時(shí)

15、，路燈、樓道燈、電梯燈、車(chē)庫(kù)燈、人燈等各個(gè)地方都可以利用自 動(dòng)照明燈，這樣可以節(jié)約用電。人體檢測(cè)夜間自動(dòng)照明燈雖然不是很重要的設(shè)計(jì)，但 也相對(duì)于有其存在的意義，有些場(chǎng)所為節(jié)能，或者說(shuō)也為了方便人們?cè)O(shè)計(jì)了裝置，當(dāng) 人在漆黑的夜間看不到開(kāi)關(guān)，容易發(fā)生意外的地方，此裝置就可以自動(dòng)檢測(cè)到人，及 時(shí)的亮起來(lái)，以便防止不必要的意外，所以它的存在也是相當(dāng)?shù)挠幸饬x。最近我又對(duì) 它有了更深的了解，我發(fā)現(xiàn)它還有防盜的功能，可以起到威懾作用。小偷一進(jìn)來(lái)就馬 上亮燈，哪個(gè)小偷敢進(jìn)？所以這個(gè)設(shè)計(jì)一舉兩得，是個(gè)挺好的設(shè)計(jì)！在完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中， 我也鞏固自己所學(xué)的知識(shí)。 而且也明白了在以后的學(xué) 習(xí)、 工作、生活中要

16、多動(dòng)手、動(dòng)腦。想和做是分不開(kāi)的，一定要把想和做聯(lián)系起來(lái)。 用思想指導(dǎo)自己，用動(dòng)手證明自己的思路。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我對(duì)課本的知識(shí)有了更深的認(rèn)識(shí)，對(duì)我們所學(xué)的知識(shí)更深刻的得到 應(yīng)用，使我們進(jìn)一步提高了設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，讓我們的思維更活躍了同時(shí)讓我們 對(duì)芯片的使用有了更深的理解和認(rèn)識(shí)， 對(duì)芯片的功能加以靈活運(yùn)用。 讓我們把自己所 學(xué)的知識(shí)與實(shí)際操作相接合，善于巧妙的應(yīng)用所學(xué)的芯片連接電路。在試驗(yàn)的過(guò)程中 難免會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，當(dāng)遇到問(wèn)題時(shí)一定要用心排除，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行分析。隨 著電子工業(yè)日新月異地飛速發(fā)展，新知識(shí)、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)將理論 和實(shí)踐做到綜合化、實(shí)施化、注重動(dòng)手能力的培養(yǎng)

17、，有利于我們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中掌握與 活學(xué)活用。有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力， 提高了同學(xué)處理實(shí)際問(wèn)題的能力, 拉近與現(xiàn)實(shí)的距離。同時(shí)告訴我們?cè)诮窈笪覀児ぷ髦锌隙〞?huì)遇到一些實(shí)際操作問(wèn)題， 要看我們?nèi)绾稳ソ鉀Q，而不應(yīng)該有問(wèn)題了就停在原地希望同伴來(lái)解決，要學(xué)會(huì)耐心分 析。從這次設(shè)計(jì)中，我意識(shí)到要做好一件事情，必須具有扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，端正實(shí)驗(yàn) 態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)作風(fēng)以及“信心、虛心、耐心”只有這樣，將來(lái)無(wú)論是在做事還是 做人上，才能取得成功。通過(guò)嚴(yán)格的科學(xué)訓(xùn)練和工程設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹(shù)立嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲 不茍，實(shí)事求是的科學(xué)發(fā)展觀，培養(yǎng)我們的動(dòng)手能力和實(shí)際操作能力，并培養(yǎng)策劃能 力，在以后的生產(chǎn)工作中打好基礎(chǔ)。

18、通過(guò)這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)使我們學(xué)到了許多，作為一名 當(dāng)代大學(xué)生，要學(xué)會(huì)利用計(jì)算機(jī)、圖書(shū)來(lái)查找資料，這樣使我們對(duì)知識(shí)會(huì)有一個(gè)全面10的了解，也會(huì)使我們?nèi)姘l(fā)展。11致謝辭大學(xué)生活即將匆匆忙忙地過(guò)去，但我卻能無(wú)悔地說(shuō)：“我曾經(jīng)來(lái)過(guò)?！贝髮W(xué)三年,但它給我的影響卻不能用時(shí)間來(lái)衡量，這三年以來(lái)，經(jīng)歷過(guò)的所有事，所有人，都將 是我以后生活回味的一部分，是我為人處事的指南針?；厥兹?，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。感謝老師三年來(lái)對(duì)我孜孜 不倦的教誨，對(duì)我成長(zhǎng)的關(guān)心和愛(ài)護(hù)。學(xué)友情深，情同兄妹。三年的風(fēng)風(fēng)雨雨，我們一同走過(guò)，充滿著關(guān)愛(ài)，給我留下 了值得珍藏的最美好的記憶。畢業(yè)設(shè)計(jì)，也許是我大學(xué)生涯交上的最后一個(gè)作業(yè)了。想借此機(jī)會(huì)感謝三年以來(lái) 給我?guī)椭乃欣蠋煛⑼瑢W(xué)，你們的友誼是我人生的財(cái)富，是我生命中不可或缺的一 部分。我的畢業(yè)指導(dǎo)老師鄭田娟老師，在大一時(shí)就教我們，有時(shí)我會(huì)犯錯(cuò)，但她能以