聲控照明燈課程設計論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　公共場所和居民居住區(qū)的公共樓道普遍使用機械手動開關，由于各種原因往往出現許多電燈長時間明亮的現象，致使燈泡壽命縮短，浪費電能，為國家，單位，個人造成經濟損失。另外，由于頻繁開關或其他人為因素，墻壁開關的損壞率極高，既增大了維修量，浪費資金，又容易造成事故隱患。因此，設計研制一種電路新穎，安全節(jié)電，結構簡單，安裝方便的聲控走廊燈

2、顯得相當有必要。</p><p>　　隨著電子技術的發(fā)展，基于電子技術的LED聲控燈早已問世，與傳統的普通電燈相比，具有結構簡便,實用可靠,控制靈敏，節(jié)約電能等優(yōu)點，而且貼近我們的實際生活。它不需要開關，當有人經過時會自動的亮,因此被廣泛應用于走廊、樓道，衛(wèi)生間等公共場所，給人們的生活、帶來極大的方便。聲控燈已成為人們日常生活中必不可少的必需品。該電路由電源電路、控制電路，驅動照明電路等部分組成，設計簡單，元件普

3、遍，電路焊接簡易，對培養(yǎng)學生實踐能力具有重大幫助，同時研究聲控燈以及擴大其在生活中的應用，也有著非?，F實的意義</p><p>　　關鍵詞：聲控燈；自動控制；電子技術</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒 論1</b></p><p>　　2 課程設計

4、內容及要求2</p><p>　　2.1課程設計的目的及意義2</p><p>　　2.2課程設計任務與要求2</p><p>　　2.3 實驗器材2</p><p>　　2.4 課程設計技術指標2</p><p>　　3 聲控照明燈工作原理4</p><p>　　3.1 放大電路

5、概述4</p><p>　　3.2 濾波電路概述4</p><p>　　3.3 T觸發(fā)器概述5</p><p>　　4 電路設計與調試6</p><p>　　4.1 驅動顯示電路設計與調試6</p><p>　　4.2驅動顯示電路參數計算6</p><p>　　4.3驅動顯示電路元器

6、件的選擇6</p><p>　　4.4電路板實物圖7</p><p>　　5 實驗結果分析8</p><p><b>　　5.1仿真圖示8</b></p><p>　　5.2仿真結果分析8</p><p><b>　　6 總結9</b></p>&l

7、t;p><b>　　致謝10</b></p><p><b>　　參考文獻11</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　在人類社會進入21世紀之后隨著社會對能源的需求不斷加大，科學技術的飛速發(fā)展以及電子計算機大規(guī)模應用于各個領域，帶動了生產力的大規(guī)模提高

8、。電子信息技術在生產各部門得到了廣泛應用。電子電路的設計也發(fā)生了巨大的變化，首先我們現在設計電路不僅僅只是為了應用而去設計電路，我們要在多方面考慮的情況下利用高科技原理盡量節(jié)約產品的成本，還要盡最大程度實現產品的“綠色化”</p><p>　　電子信息技術發(fā)展的主要目標是實現高度智能化，在減少能源使用量的同時又可以不需要人為干預使機器能獨立處理各種工作。智能化照明電路也是如此。聲音是我們最為熟知的，開關控制電路可

9、將聲音轉化為電信號來控制照明燈工作，是照明線路節(jié)省電能的有效途徑。目前常用的照明燈控制電路的形式多樣，但大都較為復雜。</p><p>　　通過對數字電子技術和模擬電子技術及電路基礎的學習，運用所學知識并結合相關資料設計出更加簡單的聲控照明燈，實現聲音對電燈的控制，控制電燈的亮與滅，達到自動控制的人性化設計。以此替換掉傳統普通電燈與開關，為人們的生活與工作提供方便，同時節(jié)約電能，減少開關的修復和延長電燈的使用壽命

10、。</p><p>　　聲控照明燈電路由電源電路、控制電路，驅動照明電路等部分組成。由于輸入的電信號很微弱，無法直接去觸發(fā)觸發(fā)器電路使其工作。所以在設計中選用一個運算放大器 LM386把微弱的信號放大。信號放大后，再經過濾波電路實現一次整形處理，然后利用CD4013實現T觸發(fā)器。當CL由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，Q翻轉一次。Q的輸出連接三極管電流放大電路，進而實現普亮發(fā)光二極管模擬燈的亮與滅。</p>&

11、lt;p>　　本設計是利用觸發(fā)元件、開關控制元件及MIC組成開關控制線路，控制照明用燈的開關，該控制線路只有7個零件，該實用新型具有結構簡單、容易調試、成本低等特點，適用于任何可用聲音控制熄、亮的環(huán)境，特別是公共場合，它可減少人工開關電燈的麻煩，也避免了忘記關燈而造成的用電浪費。</p><p>　　電路設計完成后運用Proteus軟件繪制系統原理圖，在使用該軟件當中，學會創(chuàng)建設計文檔管理庫，加載元件庫，繪

12、制電路圖，放置電源部件，修改元件參數，生成網絡表文件，同時將設計的電路原理圖生成PCB電路板圖等。在此基礎之上將自己設計的電路進行仿真，并對其波形及數據進行分析。</p><p><b>　　2 設計任務</b></p><p>　　2.1課程設計的目的及意義</p><p><b>　　2.1.1目的</b></

13、p><p>　　理解聲控照明燈的工作原理。</p><p>　　熟悉聲控照明燈的構成及其特性。</p><p>　　掌握聲控照明燈的設計方法。</p><p>　　學會用proteus工具軟件設計，調試和分析電路。</p><p>　　了解外界因素，元件參數對聲控照明燈工作特性的影響，以便提高電路工作性能。</p&g

14、t;<p><b>　　2.1.2意義</b></p><p>　　通過所學知識結合生活實際解決生活中的問題。聲控燈是一種聲控電子照明開關裝置。它提供一種操作簡便,實用可靠,控制靈敏的裝置。此外，利用此裝置可以達到省電的目的，響應國家節(jié)能的號召。</p><p>　　2.2課程設計任務與要求</p><p><b>　　

15、電路設計</b></p><p><b>　　參數計算</b></p><p><b>　　電路仿真，調試</b></p><p><b>　　電路特性實驗</b></p><p><b>　　完成設計論文</b></p><

16、;p><b>　　2.3實驗器材</b></p><p>　　2.4課程設計技術指標</p><p><b>　　工作電壓：+6V</b></p><p>　　聲音范圍：55-65分貝</p><p>　　3 聲控照明燈工作原理</p><p><b>　　

17、3.1放大電路概述</b></p><p>　　由于壓電陶瓷片所轉換的電信號很微弱，無法直接去觸發(fā)觸發(fā)器電路使其工作。所以在設計中選用了一個運算放大器 LM386把微弱的信號放大。LM324引腳圖如圖3.1所示；放大電路如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.1 LM386引腳圖 圖3.2 放大電路圖</p><p>　

18、　如圖所示，設壓電陶瓷片所轉換的電信號20mv ,經放大后 的電壓如果選用CMOS電路，則要求放大后的輸出電壓，這個放大后的輸入電壓也不要過高，以免過于靈敏。這樣有下式根據LM386的特性，我們采用同相輸入，取用6V的干電池電源連接方式供電.</p><p>　　3.2 濾波電路概述</p><p>　　信號放大后，再經過一次整形處理，我們采用圖3.3的二極管1N4007和電容構成的濾波電

19、路，圖中的10kΩ電阻是為濾波電路的電容提供一個放電通路。</p><p><b>　　圖3.3 濾波電路</b></p><p><b>　　3.3T觸發(fā)器概述</b></p><p>　　因為TTL電路的功耗大，且要求電源5V穩(wěn)定，而采用 CMOS電路3~18V的電源均可且省電，所以這里我們選用CD4013實現T觸發(fā)器

20、。CD4013的引腳圖如圖3.4所示，真值表如圖3.5所示。根據設計要求，將擊掌信號即為觸發(fā)信號，利用CD4013中的一個D觸發(fā)器實現T觸發(fā)器的電路圖如圖3.6所示。當CL由高電平變?yōu)榈碗娖綍r，Q翻轉一次。</p><p>　　圖3.4 CD403引腳圖 圖3.6 觸發(fā)器電路圖</p><p><b>　　圖3.5 真值表</b

21、></p><p><b>　　4 電路設計與調試</b></p><p>　　4.1 驅動顯示電路的設計與調試</p><p>　　選用三極管電流放大電路，采用普亮發(fā)光二極管模擬燈的顯示，如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 驅動顯示電路</p><p>　　4.2 驅動顯示電路

22、參數計算</p><p>　　下面對基極電阻和集電極電阻的選取進行計算。因為普亮的發(fā)光二極管流過電流要求為=5~10mA，所以：圖4.1中的 。三極管選用NPN型三極管9013，根據資料可知，其電流放大倍數β=60~120 取β=100 故而較好，代入上式得故取 即圖4.中的</p><p>　　4.3 驅動顯示電路元器件的選擇</p><p>　　表4.1 驅動

23、顯示電路元器件</p><p><b>　　4.4電路板實物圖</b></p><p><b>　　5 實驗結果分析</b></p><p><b>　　5.1仿真圖示</b></p><p>　　打開Proteus ISIS，按照圖5.1所示連接電路圖。將壓電陶瓷片換成信號發(fā)

24、生器，產生一串連續(xù)的脈沖，以實現輸入信號。</p><p>　　在輸入端和三極管的集電極端分別加一個電壓探針。以研究它們電位的變化關系。它們的電位關系在圖表模式器中顯示</p><p>　　5.2仿真結果及分析</p><p>　　輸入端和三極管的集電極端的電壓探針示數關系如圖5.2</p><p>　　由圖5.2可知，電路為下邊沿觸發(fā)，每來

25、個脈沖（掌聲），三極管的集電極的電壓改變一次，即發(fā)光二極管暗亮的狀態(tài)改變一次。從而達到了電子電路的設計目的</p><p><b>　　6 總結</b></p><p>　　在這幾周的電路電子技術課程設計中，我做的課題是“聲控照明燈”。聲控燈是一種聲控電子照明裝置，由音頻放大器、選頻電路、延時開啟電路和可控硅電路組成。它提供了一種操作簡便、靈活、抗干擾能力強，控制靈敏

26、的聲控燈，它采用人嘴發(fā)出約1秒的控制信號“嘶”聲，即可方便及時地打開和關閉聲控照明裝置，并有防誤觸發(fā)而具有的自動延時關閉功能，并設有手動開關，使其應用更加方便。聲控燈由話筒、音頻放大器、選頻電路、整流電路、驅動顯示電路組成。它可以用于樓梯、過道、庫房的場合。電路的拾音器只要檢測到有聲響，就會自動控制電燈明亮為行人照明，過一段時間后又自動熄滅，起到了節(jié)能的作用。</p><p>　　在實驗時，電路板上的LED燈在通

27、電后一直明亮，無法做到根據聲音控制亮與滅。經檢驗發(fā)現電容與MIC的焊接出現錯誤，未能接地（未能與電源的負極相接）導致電路一直處于10μF電容充電狀態(tài)，未能實現控制作用。排除故障后，電路恢復正常工作。</p><p>　　本次的設計實踐將我們學到的知識應用到了實踐，深化了對數字電路和模擬電子的認識，使我們在設計實踐中獲得新知。將理論知識與實踐操作相結合，通過實踐，并在老師和同學的指導下，學會分析實際電路、設計電路。

28、在此設計中利用到了放大，濾波，驅動等知識，,進一步鞏固了所學的基礎知識，加深了對模擬電子電路和數字電子電路以及電路基礎的理解。從課設開始到結束過程中，不斷地溫習學過的知識，并得到全新的理解與感悟，做到真正的融匯貫通，提高自己的實踐和獨立思考的能力。通過小組合作共同完成產品設計，仿真調試，實際電路焊接。達到學有所用，學而會用。</p><p><b>　　致謝</b></p>&

29、lt;p>　　在此感謝我的組長和小組成員，在他們的帶領下，齊心協力完成電路板焊接，并調試成功。同時更要感謝指導老師的悉心教導，不辭辛苦地幫助我們解決各種問題。使我們能夠順利且有質量的完成此次課程設計。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　楊素行．模擬電子技術基礎簡明教程(第三版)．高等教育出版社，2005. </p>

30、<p>　　徐秀平，項華珍. 電工與電子技術[M].廣州：華南理工大學出版社，2010</p><p>　　李響初,闕愛仁,李喜初.實用電子控制線路200例[M]. 北京：中國電力出版社，2009</p><p>　　周潤景，張麗娜，劉印群. PROTEUS入門實用教程[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007</p><p>　　National Semi

31、conductor Corporation. LM386Low Voltage 9 Audio Power Amplifier[OL]. [2010-12-25]. http://www.national.com/mpf/LM/LM386.html#Overview </p><p>　　Fairchild Semiconductor Corporation. CD4013BC Dual D-Type F