小夜燈的設(shè)計

小夜燈的設(shè)計摘要：針對目前社會上很多地方使用長明燈照明，不能實現(xiàn)燈光的照明智能化造成電能的巨大浪費。為響應(yīng)科學(xué)減排和節(jié)能科學(xué)發(fā)展的號召而設(shè)計了聲光控小夜燈控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用咪頭、光敏電阻構(gòu)成光照信號和聲音采集信號電路。通過運放LM324對信號放大并同時運用74LS08輸入與門構(gòu)成邏輯電路，進行邏輯控制，給出是否亮燈的信號，由RC充放及開關(guān)電路執(zhí)行，通過控制繼電開關(guān)控制小夜燈。此系統(tǒng)能很好的控制燈的亮滅，即在有聲音和無光情況下燈亮，其他情況下燈滅，從而達到節(jié)能的效果。關(guān)鍵字：LM324；74LS08；RC充放電電路；繼電開關(guān)DesignNightLightChaohuCollegeDepartmentofPhysicsandElectronicScience,Chaohu,Anhui238000Abstract:Currently,therearemanyplacesfortheuseoflonglamplighting,intelligentlighting,lightcannotberealizedcausingahugewasteofenergy.Scientificreductionandenergyconservationinresponsetothecallofscientificdevelopmentanddesignofsoundandlightcontrolnightlightcontrolsystem.Thissystemusesthemicrophone,photoresistorlightsignalsandsoundcollectionconstitutesthesignalcircuit.LM324opampthroughthesignalamplificationandusebothoftheinputANDgate74LS08formlogicircuits,logiccontrol,whetherthelightsignalisgivenbytheRCchargeanddischargeandtheswitchingcircuitimplementation,bycontrollingtherelayswitchtocontrolnightlight.Goodcontrolofthissystemcaneliminatethebrightlights,thatisnolightinthecaseofsoundandlights,theothercasethelamp,soastoachieveenergy-savingeffect.Keywords:LM324;74LS08;RCchargeanddischargecircuit;Relayswitch前言錯誤!未定義書簽。第一章系統(tǒng)組成及工作原理錯誤!未定義書簽?？傮w設(shè)計思路錯誤!未定義書簽。電路各模塊設(shè)計簡介錯誤!未定義書簽。.1電源電路錯誤!未定義書簽。聲控電路錯誤!未定義書簽。光控電路錯誤!未定義書簽。.4混合控制模塊錯誤!未定義書簽。.5開關(guān)延時電路錯誤!未定義書簽。第二章混合控制模塊的設(shè)計錯誤!未定義書簽?；旌峡刂颇K設(shè)計錯誤!未定義書簽?；旌峡刂颇K原理錯誤!未定義書簽。設(shè)計方法與參數(shù)的確定錯誤!未定義書簽。電路仿真圖錯誤!未定義書簽。第三章電路的焊接與調(diào)試錯誤!未定義書簽。電路的安裝與焊接錯誤!未定義書簽?；旌峡刂颇K的調(diào)試錯誤!未定義書簽。第四章系統(tǒng)調(diào)試錯誤!未定義書簽。結(jié)論錯誤!未定義書簽。致謝11參考文獻錯誤!未定義書簽。附錄一系統(tǒng)總電路圖錯誤!未定義書簽。前言當(dāng)你夜晚走在大街小巷或者要去倉庫找東西時，是否在為找不到開關(guān)而煩惱不已是的，在日常生活中我們可以發(fā)現(xiàn)很多時候我們需要燈卻沒有或者不能實現(xiàn)智能控制等，而聲光雙控小夜燈特別適合廣大人們的要求。科學(xué)技術(shù)日新月異，技術(shù)的發(fā)展為我們帶來了許多方便。同樣，在燈光控制方面它也給我們帶來便利。公共場所照明越來越朝著智能化人性化的方向發(fā)展。現(xiàn)在市場上不僅有聲光控開關(guān)，還有微波感應(yīng)開關(guān)和熱釋遠(yuǎn)紅外感應(yīng)開關(guān)。目前，微波式感應(yīng)開關(guān)在抗干擾性能上尚不理想，紅外感應(yīng)開關(guān)在性能上較為理想，但安裝復(fù)雜，性能還不夠穩(wěn)定，價格也偏高。而聲光雙控器件不僅價格低廉，安裝方便，而且也能有很好的控制效果，因此聲光控會有一個很好的應(yīng)用前景。本次設(shè)計是聲光雙控小夜燈控制系統(tǒng)的設(shè)計，此控制系統(tǒng)的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要有聲控電路，光控電路，混合控制電路、開關(guān)延時電路和電源電路。在設(shè)計此控制系統(tǒng)時，采用了模塊化的設(shè)計思想，因而設(shè)計起來更加簡單、容易、條理清晰。這種設(shè)計思路可以應(yīng)用于以后的大型產(chǎn)品設(shè)計中，能夠大大的降低設(shè)計難度，也不會因為一個小模塊的設(shè)計問題而影響總體的進度。聲光雙控小夜燈控制系統(tǒng)有對聲光信號進行選擇并通過開關(guān)延時電路使燈泡亮滅的功能。利用自制直流穩(wěn)壓電源供電，利用光敏電阻的阻值變化來判斷光線強弱，用咪頭檢測聲音信號并用LM324對信號進行放大，通過74LS08芯片對聲光信號進行邏輯分析，RC充放電電路與繼電開關(guān)控制驅(qū)動燈泡。當(dāng)有較強光時無論有無聲音都不會亮，無光或光很暗時有聲音會亮，無聲音則不亮。該聲光雙控控制系統(tǒng)能很好的實現(xiàn)設(shè)計要求，相比市場上的一些產(chǎn)品而言，具有成本低廉性能良好的優(yōu)點。第一章系統(tǒng)組成及工作原理總體設(shè)計思路聲光雙控小夜燈主要是依據(jù)光控原理和聲控原理來設(shè)計的。利用光控電路可以根據(jù)光線的亮暗條件控制燈的使用。光控電路是由光敏電阻和可控硅組成。聲控電路是為完善光控路燈而設(shè)計。在不同時段、不同的地點使用燈的情況也不同，聲控可進一步控制時間，節(jié)約能源。整個電路系統(tǒng)由電源電路，聲控電路，光控電路及延時電路等部分組成。電源由電網(wǎng)供電電壓交流220V（有效值）50Hz,經(jīng)降壓整流后輸出電路所需電壓。光敏控制電路對外界光亮程度進行檢測，輸出與光亮程度相對應(yīng)的電壓信號。從而實現(xiàn)白天燈泡不亮晚上遇到聲響時，通過聲控電路使燈泡自動點亮。聲控電路主要將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺瑥亩獙崿F(xiàn)自動控制，延時電路為聲音消失后延長一段光照時間。總體方框圖如圖所示。圖聲光雙控小夜燈原理組成方框圖電路各模塊設(shè)計簡介1.2.1電源電路電網(wǎng)提供交流電壓220V，流經(jīng)11:1的變壓器輸入電路。四個整流二極管接成的橋路，四只二極管兩兩交替導(dǎo)通，使交流電壓變成脈動的直流電壓，稱為全波整流。交流電壓經(jīng)過橋路，可以使交流電壓變成脈動的直流電壓。電容C2有濾波的效果。LM317可使輸出電壓非常穩(wěn)定。通過調(diào)節(jié)變阻器R16,使R15與R16的比值改變從而達到調(diào)節(jié)圖圖1.2.4混合控制電路圖電壓的目的。C4電容用于消除電路的紋波，C3電容則是為了抵消電感效應(yīng)，抑制高頻干擾，并改善負(fù)載的瞬間響應(yīng)指示電源通電。LED是電源指示燈，當(dāng)電路接上電網(wǎng)時LED指示燈殼起,干擾，并改善負(fù)載的瞬間響應(yīng)指示電源通電。LED是電源指示燈，當(dāng)電路接上電網(wǎng)時LED指示燈殼起,圖1.2.1電源電路1.2.2聲控電路如圖1.2.2聲控電路為聲音信號采集電路，利用咪頭在聲音變化下電壓發(fā)生改變的特性。當(dāng)有聲音時將在。ut端輸出一個大于2V的高電平，當(dāng)沒有聲音時在out端產(chǎn)生一個小于的低電平；在總電路的綜合控制的基礎(chǔ)上，當(dāng)夜晚有人經(jīng)過時，有聲音路燈點亮，在寂靜無人的晚上路燈熄滅。圖1.2.2聲控電路1.2.3光控電路圖1.2.3光信號采集電路，利用光敏電阻在光照與無光照條件下的電阻變化大的特性，利用電阻串聯(lián)分壓式采取對應(yīng)電壓信息。當(dāng)有聲音時在out端將輸出一個大于2V的高電平，當(dāng)沒有聲音時在。ut端產(chǎn)生一個小于的低電平；在總電路的綜合控制基礎(chǔ)上，當(dāng)夜晚有人經(jīng)過時路燈點亮，在寂靜無人的晚上路燈熄滅。呼&發(fā)?光信號輸出圖1.2.3光控電路1.2.4混合控制模塊如圖1.2.4當(dāng)有聲音時在out端將輸出一個大于2V的高電平，當(dāng)沒有聲音時在out端產(chǎn)生一個小于的低電平；沒有光時在。ut端將輸出一個大于2V的高電平，當(dāng)有光時在out端產(chǎn)生一個小于的低電平；當(dāng)光控模塊和聲控模塊同時產(chǎn)生一個大于2V的高電平時LM324兩端才產(chǎn)生高電平，其他情況下LM324兩端將產(chǎn)生一個低于1V的低電平。在總電路的綜合控制的基礎(chǔ)上，當(dāng)夜晚有人經(jīng)過時路燈點亮，在寂靜無人的晚上路燈熄滅。在延時照明控制電路作用下，一段時間過后人走燈熄。從而達到節(jié)約電能延長使用壽命的目的。

1.2.5開關(guān)延時電路如圖1.2.5本延時電路采用RC充放電電路作為延時部分，通過二極管等使充電放電電路分開。這樣極短的聲音刺激就能實現(xiàn)電路的延時工作。信號由前一級邏輯電路部分經(jīng)R1輸入，經(jīng)過二極管D1向電容單向C1充電。所以充電后運放LM324的3腳電位高于2腳，1腳就輸出正電位，經(jīng)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓為5V,此時三極管Q1開啟，指示燈亮起，繼電開關(guān)合上，電網(wǎng)接通，點亮燈泡X1。在聲音信號刺激結(jié)束后，電容向電阻R2R5放電，其中R5為100kQ電位器，使其放電時間為5s到25s可調(diào)。邏輯信號的人LJ^2.24AJ!^O2BZ2.24ID1V1220Vittib邏輯信號的人LJ^2.24AJ!^O2BZ2.24ID1V1220Vittib5QHz圖1.2.5開關(guān)延時電路第二章混合控制模塊的設(shè)計混合控制模塊設(shè)計在設(shè)計之初，首先要明確所設(shè)計電路的功能為在前級模塊給出的各種信號和后一級所需要的信號。根據(jù)這一設(shè)計思路，在有聲音和無光時上一級的兩個模塊都將產(chǎn)生大于2V的信號，而實際也是要求在這種情況下控制燈亮，給下一級一個大于4V的高電平信號，才能控制燈亮，而在其他情況下都將產(chǎn)生低電平，約接近于0V。根據(jù)這些選擇74LS08與門芯片就能達到設(shè)計要求。而下一級要求電壓大于至少為4V時才能控制燈亮，所以在74LS08的輸出端加一個兩級放大電路就能達到設(shè)計要求了?；旌峡刂颇K原理聲光雙控?zé)舻幕旌峡刂颇K總體參考方案圖如圖所示。它包括聲音信號和光照度信號的74LS08邏輯控制模塊和LM324放大兩個模塊組成。從外界進行信號混合篩選和驅(qū)動控制系統(tǒng)，從而達到燈泡發(fā)亮的功能。圖聲光雙控?zé)艨刂葡到y(tǒng)混合控制模塊設(shè)計框圖設(shè)計方法與參數(shù)的確定通過設(shè)計原理可以設(shè)計如圖所示電路，根據(jù)聲控和光控提供的電壓我們選擇74LS08二輸入與門芯片，當(dāng)輸入的兩個信號都是高電平時芯片輸出端產(chǎn)生一個大于2V高電平給下一級，由于當(dāng)恰好為2V時下一級不能滿足其要求，故利用LM324設(shè)計一個2倍的放大器，電阻可以選擇兩個2K歐姆的電阻和一個1K歐姆的平衡電阻。vcc光信號輸入」__'、6U1Avcc光信號輸入」__'、6U1A—\2MLSD8N產(chǎn)1音信下輸出7VVCCqU2A號輯信號輸出11LM324AJR3-AAA—1kQ-0圖混合控制模塊設(shè)計電路電路仿真圖圖混合控制模塊仿真從圖混合控制模塊仿真，當(dāng)給74LS08的兩個輸入端輸入兩個方波信號，可以看出當(dāng)只有兩個輸入同時為高電平時輸出才是高電平，其他情況下輸出的都是零電平。第三章電路的焊接與調(diào)試電路的安裝與焊接電路安裝要注意幾個原則：.先裝矮后裝高、先裝小后裝大、先裝耐焊等；.一定要注意排版，不能東倒西歪，方向應(yīng)盡量一致；.布線盡量使電源線和地線靠近實驗電路板的周邊，以起一定的屏蔽作用；.最好分模塊安裝。此外焊接時不能出現(xiàn)虛焊、假焊、漏焊，更不能出現(xiàn)過焊，因為有些器件，不能耐高溫，比如焊接三極管時，電烙鐵絕對不能停留太久；同時過焊銅片將脫落，給焊接帶來不必要的麻煩、也將影響板子的視覺效果。混合控制模塊的調(diào)試本實驗調(diào)試，可以首先給電路一個高電平信號和一個低電平信號，兩個低電平信號，用示波器檢測與門過后是否有信號。若沒有信號則說明與門可能工作正常。再輸入兩個高電平信號，看輸出是否有信號，若有信號則說明與門工作正常，否則就是芯片有問題需更換芯片。第二部分的調(diào)試。若有信號經(jīng)過74LS08后，在用外用表檢測LM324輸出端的電壓，看其輸出大小。當(dāng)兩個都是高電平輸入時1兇324輸出端至少應(yīng)該有4V的輸出信號。實際調(diào)試過程中，當(dāng)輸入兩個高電平信號時，74LS08輸出端有一個大于2V的信號，調(diào)試時電壓在2V到之間，達到了預(yù)期的效果。此時1兇324的輸入端電壓在到7V之間，基本上符合了設(shè)計要求。第四章系統(tǒng)調(diào)試在五個模塊分別調(diào)試成功的前提下，按照電路圖將五個模塊連接好，檢查是否正確連接，連接正確時則可以接上220V的交流電源。遮住光敏電阻看是否燈泡發(fā)光，加上聲音時看燈泡是否發(fā)光。即在有光時不管有聲音和沒聲音燈泡都不亮，在無光時有聲音時燈泡亮且延時20秒左右，沒聲音時燈泡不亮。如果達不到設(shè)計要求或根本不會出現(xiàn)所要的結(jié)果，可以用萬用表和示波器逐個檢測信號，再檢查是否存在虛焊的問題。調(diào)試過程中如果發(fā)現(xiàn)電路不是怎么靈敏，可以調(diào)節(jié)聲音檢測放大系統(tǒng)的電位器，改變二極管基極的電壓從而實現(xiàn)靈敏度的調(diào)節(jié)，如果延時時間達不到要求可以調(diào)節(jié)電位器改變充放電路的放電時間。在以上基礎(chǔ)上，還需要多次上電調(diào)試，觀察電路是否有其他狀況，是否有不穩(wěn)定的情況發(fā)生。如果電路不穩(wěn)定擇應(yīng)立即排查原因，特別的應(yīng)該注意虛焊的問題。在繼電器部分是比較容易發(fā)生虛焊和短路的部分，應(yīng)特別注意；而且此部分要接上220V的交流電，因此應(yīng)更加注意，并做好保護，以免觸電。結(jié)論在為期兩個月的畢業(yè)論文設(shè)計實驗中，完成了“小夜燈的設(shè)計”。本系統(tǒng)可以控制路燈、樓梯、庫房等燈光的智能照明，即在有光是燈始終不亮；在無光時當(dāng)有聲音時燈亮并且會延時一定的時間，無聲音燈不亮。從而實現(xiàn)節(jié)能節(jié)電的效果。由于此電路在光線較暗時是否接通取決于聲音的強弱，通過放大器對信號進行放大。本設(shè)計主要通過模塊化思想，逐步實現(xiàn)設(shè)計所需達到的功能要求。聲音檢測放大模塊是對外界聲音信號的感應(yīng)系統(tǒng)。光照度檢測模塊主要是感應(yīng)外界光照度。LC充放電路為延時部分，三極管起到開關(guān)作用