絕對(duì)專業(yè)的聲光控電路設(shè)計(jì)報(bào)告

PAGEPAGE1湖州師范學(xué)院課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告課程名稱電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目聲光控路燈專業(yè)電子信息工程班級(jí)20120823姓名張友迅學(xué)號(hào)2012082317指導(dǎo)教師李英輝周紅霞報(bào)告成績(jī)信息與工程學(xué)院二〇一三年六月三日PAGEPAGE9《電工電子實(shí)習(xí)》任務(wù)書一.課程設(shè)計(jì)題目1．聲光控路燈二.設(shè)計(jì)目的1.加強(qiáng)對(duì)模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)理論的掌握和應(yīng)用。2.培養(yǎng)獨(dú)立分析、獨(dú)立設(shè)計(jì)和解決實(shí)際問題的能力。3.學(xué)習(xí)查閱相關(guān)手冊(cè)和資料。4.加強(qiáng)電子實(shí)物制作的動(dòng)手能力。5.掌握信號(hào)放大的工作原理、設(shè)計(jì)及制作。三.設(shè)計(jì)要求1．白天控制開關(guān)不通，在有光時(shí)，即使有聲音也不能亮。在晚上或光線不足時(shí)，只要有人經(jīng)過發(fā)出聲音，燈泡就會(huì)點(diǎn)亮。2．要求靈敏度高，感應(yīng)距離為3米。3．延時(shí)30S后開關(guān)能自動(dòng)斷開，燈滅。延時(shí)時(shí)間剩下2S時(shí)，有聲音提示燈 即將滅。四.設(shè)計(jì)意義 通過聲光控路燈延時(shí)開關(guān)的設(shè)計(jì)與制作，收集用于完成聲光控路燈延時(shí)開關(guān)設(shè)計(jì)與制作所需的相關(guān)資料。完成PCB板的設(shè)計(jì)與制作。按照要求制作開關(guān)實(shí)物，并完成本課題的設(shè)計(jì)論文。設(shè)計(jì)安裝后，白天當(dāng)有人在走道行走或說(shuō)話時(shí)，燈泡不會(huì)點(diǎn)亮，而當(dāng)晚上或光線較暗，只要有聲響，則燈泡自動(dòng)點(diǎn)亮，經(jīng)設(shè)定的時(shí)間后熄滅。通過完成本課題，能鍛煉自己對(duì)所學(xué)理論知識(shí)和技能的綜合運(yùn)用能力和實(shí)際動(dòng)手能力；提高自己對(duì)文獻(xiàn)資料的搜索和信息處理能力；具備一定的分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)自己對(duì)社會(huì)普通科學(xué)知識(shí)的了解，為畢業(yè)后走上工作崗位盡快勝任工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計(jì)是使學(xué)生融會(huì)貫通本課程所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)，完成一個(gè)較完整的設(shè)計(jì)計(jì)算和安裝調(diào)試過程，以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)理論的理解與應(yīng)用，認(rèn)識(shí)和熟悉元器件和電子測(cè)量?jī)x器的性能指標(biāo)，了解解決實(shí)際問題的一般過程，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論知識(shí)和專業(yè)知識(shí)去解決實(shí)際工程設(shè)計(jì)問題的能力。五.設(shè)計(jì)基本部分設(shè)計(jì)一個(gè)聲光控路燈延時(shí)開關(guān)，該電路能由聲光兩種信號(hào)控制燈的亮與滅，起到節(jié)約用電的作用。它主要由9部分組成：電源電路、檢音（話筒）、感光電路、信號(hào)放大電路、控制門、延時(shí)、開關(guān)等。能夠通過調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來(lái)改變燈亮的時(shí)間長(zhǎng)短六.設(shè)計(jì)提高部分1．有效提高電路的穩(wěn)定性，并且考慮到電路設(shè)計(jì)的成本。2．使電路連接更加簡(jiǎn)單，增加電路節(jié)能的效率，是公共照明的理想選擇。3．加強(qiáng)電路模塊化，聲控與光控之間沒有干擾。 七.設(shè)計(jì)大致思路1.對(duì)咪頭的聲音信號(hào)使用同向放大，運(yùn)放使用NE5532。2．使用一個(gè)100k的電位器對(duì)光敏電路進(jìn)行分壓。3．使用NE555芯片，構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，對(duì)路燈進(jìn)行延時(shí)。利用咪頭采集聲音信號(hào)，再把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再加三極管以及電阻，控制光控模塊輸出0與1的變換。利用光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度的改變而改變的特性，控制光控模塊輸出0與1的變化。利用555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器延時(shí)，555的3引腳輸出控制三極管，使三極管工作在放大區(qū)還是截止區(qū)來(lái)控制發(fā)光二極管的亮滅。CD4011是4個(gè)2輸入的與非門，用來(lái)控制電路所需要的邏輯關(guān)系。電源直接供給5V，給電路中各器件供電。八.設(shè)計(jì)具體思路(1)電路設(shè)計(jì)方案論證及電路設(shè)計(jì)框圖 用咪頭采集聲音信號(hào)，再進(jìn)行同向放大，放大后信號(hào)給CD4011一 號(hào)輸入腳；用光敏電阻與電位器分壓產(chǎn)生另一路“光”信號(hào)，給CD4011 二號(hào)輸入腳。CD4011輸出腳的信號(hào)，觸發(fā)555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn) 入暫穩(wěn)態(tài)，對(duì)路燈亮的時(shí)間進(jìn)行延時(shí)。與門控制對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大與門控制對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大咪頭采集聲音信號(hào)延時(shí)延時(shí)光敏電阻信號(hào)采集光敏電阻信號(hào)采集(2)電路工作原理闡述及電路原理圖下圖為用AltiumDesigner繪制的電路原理圖(3)電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇。 NE5532是高性能低噪聲雙運(yùn)算放大器（雙運(yùn)放）集成電路。與很 多標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)放相似，但它具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動(dòng)能力及相當(dāng)高 的小信號(hào)帶寬，電源電壓范圍大等特點(diǎn)。因此很適合應(yīng)用在高品質(zhì)和專業(yè)音 響設(shè)備、儀器、控制電路及電話通道放大器。用作音頻放大時(shí)音色溫暖，保 真度高，在上世紀(jì)九十年代初的音響界被發(fā)燒友們譽(yù)為“運(yùn)放之皇”，至今 仍是很多音響發(fā)燒友手中必備的運(yùn)放之一。用同向放大在聲音信號(hào)進(jìn)行放 大，大概放大11倍，就可以將聲音信 號(hào)的最大電平達(dá)到CD4011高電平 的門檻電壓。CD4011本來(lái)是四-二與非門，屬于數(shù)字電路。當(dāng)將它一組的兩個(gè)輸 入端相連時(shí)，這一組就變成了一個(gè)非門。其特點(diǎn)是：輸入高電平時(shí)，輸出低電平，輸入低電平時(shí)，輸出高電平。這款芯片的輸入低電平的最高電壓為1.5V，輸入高電平的最小值為3.5V，一般來(lái)講，輸出腳需要接外部上拉電阻，用來(lái)穩(wěn)定芯片的輸出。 NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號(hào)，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波。(4)電路調(diào)試、檢測(cè)、接線圖焊接： 在萬(wàn)用板上將所用元器件合理布局，按照自己的電路圖仔細(xì)焊接，盡 量避免虛焊。焊點(diǎn)必須焊牢，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，焊點(diǎn)大小應(yīng)均勻。 檢測(cè)：按照電路圖，看看自己有沒有漏掉的連線，看導(dǎo)線與元器件引腳有沒有 緊密貼合。看元器件有無(wú)斷線、互碰、燒焦、脫焊等現(xiàn)象；聞?dòng)袩o(wú)焦味；摸 器件是否過熱等。用普通萬(wàn)用表的歐姆檔檢查各點(diǎn)的阻值，粗查是否有短路、 短路或元器件錯(cuò)焊等情況。用萬(wàn)用表測(cè)量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的 電壓或波形，據(jù)其電壓值判斷故障。測(cè)量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的 電壓或波形，據(jù)此電壓值判斷故調(diào)試： 給板子5V的電源，用手遮住光線，對(duì)著咪頭發(fā)出聲音，看燈是否會(huì)亮 11S 左右再熄滅。若無(wú)法產(chǎn)生效果，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)?shù)闹担贉y(cè)試功 能。強(qiáng)光下，對(duì)著咪頭發(fā)出聲音，看發(fā)光二極管是否發(fā)光，不發(fā)光則功 能 實(shí)現(xiàn)。最終測(cè)試成功，滑動(dòng)變阻器的阻值在60K左右，此時(shí)光線一定暗 的 時(shí)候，光控模塊就可輸出1。九.具體模塊 聲音控制模塊當(dāng)咪頭采集到聲音時(shí)，咪頭會(huì)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)過電容C4將一定幅度的信號(hào)電壓進(jìn)行同向放大，放大大概11倍之后，聲控模塊輸出高電平1。輸出的電阻是用來(lái)給C2電容放電的，不然在采集一次聲音后，聲音信號(hào)會(huì)一直高電平。 光線控制模塊 當(dāng)光照較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值較小，分壓較小，則光控模塊輸出低電平0；當(dāng)光線較暗的時(shí)候，光敏電阻阻值較大，分壓較大，則光控模塊輸出高電平1。 延時(shí)亮燈模塊當(dāng)555的2引腳輸入的一個(gè)高電平1的時(shí)候，3引腳輸出低電平0；當(dāng)2引腳輸入一個(gè)低電平0的時(shí)候，3引腳輸出一個(gè)高電平1；當(dāng)2引腳來(lái)一個(gè)下降沿的時(shí)候，3引腳會(huì)輸出一個(gè)持續(xù)一段時(shí)間的高電平，可利用555的這個(gè)特性達(dá)到延時(shí)的效果。當(dāng)555的3引腳輸出1時(shí)LED燈亮，當(dāng)555的3引腳輸出0時(shí)LED燈不亮。十.心得體會(huì) 常言道“眼睛是心靈的窗戶。”我認(rèn)為燈則是指引心靈的方向標(biāo)。在生活中，我們無(wú)時(shí)不在使用著燈，諸如臺(tái)燈、路燈、日光燈、探照燈、彩燈等等，但不管是什么樣式的燈，它們的作用都是一致的——照明。因此，設(shè)計(jì)一個(gè)既實(shí)用又方便的照明燈則是我們?nèi)祟惞餐脑竿?。而生活中我們用得最為平常的燈則是樓道里的照明燈，住過居民樓的人都應(yīng)該知道，樓道很窄，晚上行走很不方便，如果讓樓道里的照明燈一直亮著，則難免會(huì)浪費(fèi)國(guó)家資源，因此，設(shè)計(jì)一種既不浪費(fèi)國(guó)家電力又很方便實(shí)用的照明燈系統(tǒng)是很又實(shí)用價(jià)值意義的一件事。在學(xué)校、機(jī)關(guān)、廠礦企業(yè)等單位的公共場(chǎng)所以及居民區(qū)的公共樓道，長(zhǎng)明燈現(xiàn)象十分普遍，這造成了能源的極大浪費(fèi)。另外，由于頻繁的開關(guān)或人為因素墻壁開關(guān)的損壞率很高，增加了維修量、浪費(fèi)了資金。同時(shí)，為了加強(qiáng)我們對(duì)模擬電子、數(shù)字電子技術(shù)的理解和鞏固，我的課程設(shè)計(jì)課題是聲光控制節(jié)能燈。本文主要闡述了多種聲光聲控制路燈控制器的組成、性能、適用范圍及工作原理，給出電路原理圖及原件參數(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，不管過路者發(fā)出多大的聲音，都不會(huì)使燈泡發(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，過數(shù)十秒后又會(huì)自動(dòng)熄滅，節(jié)能節(jié)電。構(gòu)思方案的時(shí)候，光控模塊最好確定，光敏電阻串一個(gè)100K的滑動(dòng)變阻器，在調(diào)試時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值，調(diào)到理想的阻值就好了。確定聲控模塊時(shí)比較難，通過咪頭把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，再組成一個(gè)電路模塊，在咪頭采集到聲音信號(hào)與沒有聲音信號(hào)間產(chǎn)生高低電平1與0之間的轉(zhuǎn)換，因此利用Mutisim仿真不斷改善自己的方案，最終找到切實(shí)可行的方案。最后是確定延時(shí)模塊，根據(jù)數(shù)電知識(shí)，可以知道555可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可達(dá)到延時(shí)效果，各個(gè)模塊確定好了之后是將他們集合在一起，構(gòu)成自己所需要的電路，通過查找資料我們知道CD4011是4個(gè)2輸入的與非門，可利用該芯片組合電路的邏輯關(guān)系，方案就這樣被確定下來(lái)。焊接的時(shí)候沒有碰到較大的問題，根據(jù)自己構(gòu)思好的電路，仔細(xì)焊接，盡量避免虛焊，而且焊臺(tái)的溫度也不可調(diào)的太高，以免燒壞元器件，給電路排錯(cuò)造成不必要的麻煩。最后在李老師與周老師的細(xì)心帶領(lǐng)下，我在這次課程設(shè)計(jì)中學(xué)到了很多很多的知識(shí)，不僅僅在專業(yè)知識(shí)方面，還促進(jìn)了師生之間的感情。十一.PCB制板附件1：所需材料表元器件清單類型型號(hào)數(shù)量MIK駐極體電容話筒1電阻15K、2.2M、22K、100K各5個(gè)與非門CD40111光敏電阻20K1三極管90142二極管IN40076繼電器5V1555NE5551電位器203、104、105各2個(gè)芯片座DIP8DIP143個(gè)運(yùn)放NE55321個(gè)電線220V的電線附件2：《電工電子學(xué)實(shí)習(xí)》成績(jī)?cè)u(píng)定表課題名稱：電工電子學(xué)班級(jí)

學(xué)號(hào)

姓名

指導(dǎo)教師實(shí)際

制作

完成

情況項(xiàng)

目

內(nèi)

容（滿分50分）得分1、元器件整體布局（10分）

2、焊接工藝（10分）

3、按要求完成情況（共30分，指導(dǎo)教師根據(jù)課題自制評(píng)分項(xiàng)目）A、（此項(xiàng)

分）

B、（此項(xiàng)

分）

C、（此項(xiàng)

分）