聲光雙控制延時照明燈(課設(shè))

1、f貳魅林電&科歿大母這，“2GUILINUNIVERSITYOFELECTRONICTECHNOLOGY課程設(shè)計（論文）說明書題目：聲光雙控制延時照明燈院（系）：電子工程與自動化學(xué)院專業(yè)：XXXXXXXX學(xué)生姓名:XXX學(xué)號:XXXXXXXXXX指導(dǎo)老師：XXX2011年1月20日在學(xué)校、公寓等單位的公共場所以及居民區(qū)的公共樓道，長明燈現(xiàn)象十分普遍，這造成了能源的極大浪費。另外，由于頻繁開關(guān)或者人為因素，墻壁開關(guān)的損壞率很高，增大了維修量、浪費了資金。為了加強我們對模擬電子技術(shù)合數(shù)字電子技術(shù)的理解合鞏固，我的設(shè)計的課題是聲光雙控制延時照明燈的設(shè)計，我設(shè)計了一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡單、安裝

2、方便、使用壽命長的聲光雙控照明燈。白天光照好,不管發(fā)出多大聲音,聲光控路燈控制器都不會使LED燈發(fā)光。夜晚光暗，電路只要檢測到有聲響，就會自動亮，過10秒后又自動熄滅，+1-厶匕+1-匚匕I節(jié)能節(jié)電。關(guān)鍵字：自動控制；節(jié)能；聲控電路；光控電路；延時電路設(shè)計任務(wù)及要求任務(wù)與要求1）通過聲震動使燈發(fā)光，延時10秒左右自動熄滅；2）利用仿真軟件進行仿真；3）利用PROTEL軟件進行布圖;4）完成課程設(shè)計報告。目錄引言設(shè)計任務(wù)及要求方案論證和選擇系統(tǒng)框圖電路的工作原理4.1聲音采集放大4.2時鐘信號產(chǎn)生電路4.2.1NE5554.2.2由NE555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路2.3由74HC0構(gòu)成光控電路電路的

3、調(diào)試5.1調(diào)試儀器5.2調(diào)試方法和過程5.3調(diào)試所遇問題改進意見總結(jié)參考文獻附錄引言這次課程設(shè)計是設(shè)計小電壓下的工作原理，利用麥克風(fēng)作為聲音傳感器獲得電壓，經(jīng)三極管放大后經(jīng)過74HC00最后觸發(fā)NE555輸出驅(qū)動發(fā)光二極管工作發(fā)光，并延時十秒后發(fā)光二極管自動熄滅。在光強強度大時，有聲音也不發(fā)光，在光強弱時，有稍大點的聲音二極管即可自動發(fā)光。1、設(shè)計任務(wù)及要求采用麥克風(fēng)作聲傳感器；選擇適當(dāng)?shù)姆糯笃鞣糯蟊稊?shù)，將傳感器的信號放大后，觸發(fā)發(fā)光和延時電路；發(fā)光二極管在光強大時有聲音不發(fā)光，光強弱時，有足夠的大的聲音即可發(fā)光，并延時十秒后自動熄滅。利用仿真軟件進行仿真；5利用PROTEL軟件進行布圖；6.

4、做出電路板及完成報告要求；2、方案論證和選擇選擇延時電路方案1：RC電路延時：由一個電阻和一個電容并聯(lián)組成的RC延時電路。但輸入電壓為高時，電容充電，但輸入電壓為低時電容放電。達到延時目的。方案2：方案二555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器：電路個穩(wěn)定狀態(tài)和一個暫穩(wěn)狀態(tài)。在觸發(fā)信號作用下，電路將由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，暫穩(wěn)態(tài)是一個不能長久保持的狀態(tài)，由于電路中RC延時環(huán)節(jié)的作用，經(jīng)過一段時間后，電路會自動返回到穩(wěn)態(tài)方案選擇由RC并聯(lián)的電路延時不穩(wěn)定，延時時間不精確。而且各次延時時間不盡相同。輸出電壓幅度較大。555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器延時時間比較精確。各次延時時間基本一致。輸出電壓穩(wěn)定。因此選擇555單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器3、系統(tǒng)框

5、圖電路總框圖電路采用聲光控放大照明電路，對于光強的監(jiān)測是利用MIC的特性，即當(dāng)其接收到足夠的光強時，在其中會產(chǎn)生一個脈沖波，從而把聲音信號變?yōu)殡娦盘?，通過對聲強信號的處理可得一個電平信號，為控制電路準備，延時控制功能通過NE555定時器構(gòu)成的可重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)電路來實現(xiàn)。光信號的感應(yīng)通光敏電阻阻值不同控制與非門的高低電平轉(zhuǎn)換實現(xiàn)，將光控電路的輸出作為NE555定時器的復(fù)位端輸入。從而可以實現(xiàn)在光線強的情況下，即使有足夠的聲音信號,明燈電路也不工作,面在光線弱的情況下,可以通過聲音信號來控制發(fā)光二極管。在日常生活中的應(yīng)用,可以節(jié)電節(jié)能。4、電路的工作原理4、1聲控放大電路的原理R1WOkQC1H

6、I-1COnFR3Q12N2222kR410G41放大輸出OOnFU1SONALERT200Hz麥克風(fēng)所轉(zhuǎn)換的電信號很微弱，只有通過由三極管Q1組成的放大器把微弱的信號進行放大后，才能驅(qū)動后面電路所以要利用三極管放大電路對微弱信號進行放大。麥克風(fēng)在第一級放大三極管的基極上并由電容耦合當(dāng)麥克風(fēng)獲取到聲音信號后其會轉(zhuǎn)換成電信號為了獲得較高的靈敏度Q1的p值選用大于100。話筒MIC也選用靈敏度高的。當(dāng)外界有聲音時，麥克風(fēng)產(chǎn)生一個負脈沖，經(jīng)放大電路放大后輸出。4.2延時電路電路由NE555集成芯片構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)電路_(1/3)VCC,Q=0,放電管導(dǎo)通。當(dāng)Vtring二VCC=0.3V時，電路進入暫穩(wěn)態(tài)

7、，此時Q=1,放電管截止。同時直流電源通電阻R對電容C進行充電，使得Vthr的什漸漸上升，當(dāng)Vthr和什大于(2/3)VCC時，電路重新進入穩(wěn)態(tài)，Q=0，放電管導(dǎo)通。電路暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間，C的充電時間取決于電阻R數(shù)值其脈沖寬度計算公式為tw=R*C，4VCC:彳言號輸入：R6IOOIcQ:RSI-OUTDIS：R：R7:100QV1:-5VC3i=47uF：:=00C4SONLED1-S55VIRTUALED與6管腳間接一電阻，防止LED電壓過高燒壞。通過調(diào)節(jié)R5可以得到合適的延時信號。使LED發(fā)光4.3光控電路放大信號從U1A輸入，光控信號從U1B輸出。R8，和光敏電阻串聯(lián)分壓。當(dāng)有光時，光

8、敏電阻較小。節(jié)點5輸出電壓較低，為低電平，U1B關(guān)閉放大信號無法輸入。燈不受麥克風(fēng)控制。當(dāng)無光時,光敏電阻較大。節(jié)點5輸出電壓較高,為高電平,U1B打開放大信號輸入，可控制LED。光控信號輸出4.4整體電路將各部分模塊組合起來構(gòu)成完整的電路。原理圖jEIPCB圖5硬件調(diào)試51調(diào)試儀器數(shù)字萬用表，5V直流電源，導(dǎo)線若干。5.2調(diào)試方法和過程根據(jù)本設(shè)計中的電路原理圖進行實物的連接，焊接連接各元件即可。連接完成后,引出兩根根導(dǎo)線,根導(dǎo)線接+5V電源的正極,另一根導(dǎo)線接地,接好線后,剛開始第一次上電,由于電流不穩(wěn)定產(chǎn)生沖激使LED亮一次，然后自動滅。用黑布蓋住光敏電阻，接著拍手來觸發(fā)聲控電路，發(fā)光二極

9、管發(fā)光，然后延遲11秒后發(fā)光二極管自動熄滅。接著用燈照光敏電阻再拍手,無論怎么拍LED都不亮。這樣就與設(shè)計的內(nèi)容基本相符合。5.3調(diào)試所遇問題延遲時間不對，無光控功能，燈一直亮等問題。首先檢查原理圖有沒接錯，再檢查電路板線有沒接好，短路，接錯的情況看電阻，電容參數(shù)選擇是否合理，不合理接要改一下。最后調(diào)節(jié)變阻器，使延遲時間達到合適值。6.改進意見同樣設(shè)計中仍然存在誤差，這是由于元器件參數(shù)的精度不夠、實物連接時引入附加阻值、性能不夠高以及環(huán)境溫度等多方面的影響所致。在實際生活中可以通過多種措施來提高輸出音頻信號的的穩(wěn)定度，如可以選擇電容的并聯(lián)使電容的值更精確；同時外界溫度也會影響實驗的精確性。R8

10、可采用滑動變阻器,以適應(yīng)不同光強需要光控聲控的照明電路。R5可采用更大的變阻器，實現(xiàn)輸出更長的延時脈沖NE555輸出端可接繼電器，實現(xiàn)對大電壓電路的控制。7.總結(jié)本次的聲光控制開關(guān)的設(shè)計實踐將我們學(xué)到的知識應(yīng)用到了實踐，深化了對數(shù)字電路設(shè)計、和模擬電子設(shè)計的認識，使我們在設(shè)計的實踐中獲得新知。學(xué)習(xí)了二年多的理論知識和實踐操作，我不僅僅得到的是課本上的東西，更重要的是我通過自己的獨立動手，老師和同學(xué)的耐心指導(dǎo)下，讓我學(xué)會了分析電路、設(shè)計電路的步驟等。在此設(shè)計中利用到了三極管的放大、光敏效應(yīng)，特別是讓我溫習(xí)了555觸發(fā)器的知識與應(yīng)用，讓我們進一步鞏固和掌握前面所學(xué)的基礎(chǔ)知識，加深對了對模擬電路.數(shù)

11、字電路.理解，對元氣件的使用更加深刻。設(shè)計一開始不知如何下手，經(jīng)過到處查閱資料,上網(wǎng)找圖，還有老師的幫助。我自知這次的設(shè)計有很多的不足，做得比較辛苦效果也許不是很好，很多東西平時學(xué)得也不透徹，我覺得做一次課程設(shè)計從每一個細節(jié)都在鍛煉著我們。我希望我們都能從中收獲良多，能把知識真正變成自己的東西。謝辭在這次課設(shè)中，我首先要感謝學(xué)校給我們提供的機會，其次我要感謝我的老師在課程設(shè)計上給予我的指導(dǎo)、提供給我的支持和幫助，這是我能順利完成這次報告的主要原因，更重要的是老師幫我解決了許多技術(shù)上的難題，讓我能把設(shè)計做得更加完善。最后，我要感謝幫助過我的同學(xué)，他們也為我解決了不少我不太明白的設(shè)計上的難題。同時也感謝學(xué)院為我提供良好的做課程設(shè)計的環(huán)境。最后再一次感謝所有在設(shè)計中幫助過我的老師和同學(xué)。參考文獻康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第四版）.北京：高等教育出版社出版童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).清華大學(xué)電子學(xué)教研組編.第三版,北京:李瀚蓀，電路分析