數(shù)電課程設計--聲光控延時照明燈的設計

1、<p>　　聲光控延時照明燈的設計</p><p><b>　　一、設計目的</b></p><p>　　本次設計是以實踐性為課題，起到鞏固所學知識，加強綜合能力，培養(yǎng)電路設計能力，提高實驗技術(shù)，啟發(fā)創(chuàng)新思想的效果。</p><p>　　用聲光控延時開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲

2、音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，當人們進入家門或走出公寓，樓道燈延時幾分鐘后會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達到節(jié)能的目的。聲光控延時開關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學樓等公共場所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點。</p><p><b>　　二、方案設計</b></p><p>　　電路由直流供電電路、

3、控制電路、延時電路三部分組成?？刂齐娐凡捎没緮?shù)字邏輯單元進行設計。</p><p>　　直流供電電路 由D1-D4組成橋式整流電路。交流220V電壓經(jīng)橋式整流橋后變成脈動的直流電，供后續(xù)電路工作。</p><p>　　控制電路由四與非門CD4011、駐極體話筒BM、光敏電阻R5、三極管9014、單向可控硅SCR等元器件組成。由CD4011的選定的輸出端控制晶閘管的關(guān)閉，從而控制整個燈的關(guān)

4、滅。光敏電阻在白天時，電阻值小， CD40011輸出永遠為低電平，晶閘管為低電壓，不導通，燈不亮。光敏電阻在夜晚時阻值大，光敏電阻與聲音信號的有無一起控制CD4011的輸出。夜晚當有聲音時，聲音信號經(jīng)過放大，與光敏電阻控制的CD40011輸出為高電平，晶閘管導通，燈亮。無聲音信號時，不亮。</p><p>　　延時電路 有電容C和電阻R的沖放電里控制。</p><p>　　三、電路設計及理

5、論分析</p><p><b>　　1、原理框圖</b></p><p>　　圖1 聲控燈原理框圖</p><p>　　圖2 聲控電路原理圖</p><p>　　2．單元電路設計及分析</p><p>　　電路由直流供電電路、控制電路、延時電路三部分組成。</p><p>

6、　　2.1 直流供電電路</p><p>　　直流供電電路由D1-D4組成橋式整流電路。交流220V電壓經(jīng)橋式整流橋后變成脈動的直流電，供后續(xù)電路工作。</p><p><b>　　2.2 控制電路</b></p><p>　　控制電路由四與非門CD4011、駐極體話筒BM、光敏電阻R5、三極管9014、單向可控硅SCR等元器件組成。</

7、p><p>　　白天，由于光敏電阻R5阻值低，其兩端電壓低，CD4011的一腳為低電平， 3腳即變成高電平，導致11腳為低電平，即單向可控硅控制極G為低電平，單向可控硅截止，燈泡不亮。</p><p>　　夜晚，由于光敏電阻沒有受到陽光照射，其阻值很高，兩端電壓較高，即1腳變成高電平，此時3腳的狀態(tài)受2腳控制，若2腳為高電平，則3腳為低電平，若2腳為低電平，則3腳位高電平。</p>

8、<p>　　當駐極體接收到聲音信號后，經(jīng)C1的濾波作用，被三極管Q1放大，當被放大的信號達到峰值時，此時2腳即便為高電平， 3腳變?yōu)榈碗娖剑?1腳高電平，單向可控硅控制極變成高電平，單向可控硅導通，燈泡點亮。</p><p>　　當駐極體沒有接收到聲音信號時， 2腳為低電平，燈泡不亮，工作原理類同白天情況。</p><p><b>　　2. 3 延時電路</b

9、></p><p>　　由C3、R7組成，通過C3的充放電來維持燈泡的點亮狀態(tài)，延時的時間由C3的容量及R7的阻值來決定。</p><p>　　3、整個電路的工作原理分析</p><p>　　圖5 電路的工作原理詳細框圖</p><p>　　聲光控延時開關(guān)的電路原理圖見圖2所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路CD4011，其內(nèi)部

10、含有4個獨立的與非門VD1~CD4，使電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。顧名思義，聲光控延時開關(guān)就是用聲音來控制開關(guān)的“開啟"，若干分鐘后延時開關(guān)“自動關(guān)閉"。因此，整個電路的功能就是將聲音信號處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動作。明確了電路的信號流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個單元，由此可畫出圖5電路的工作原理詳細框圖來分析圖2。</p><p>　　聲音信號(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒

11、BM接收并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)C1耦合到9014的基極進行電壓放大，放大的信號送到與非門(VD1)的2腳，R3、R6是9014的偏置電阻，C2是電源濾波電容。 為了使聲光控開關(guān)在白天開關(guān)斷開，即燈不亮，由光敏電阻R5等元件組成光控電路，R4和R5組成串聯(lián)分壓電路，白天光敏電阻兩端的電壓低，不管有沒有聲音信號傳來，CD4011的3號端口始終為低電平，整個CD4011輸出端11號端口為低電平，晶體閘始終處于斷開狀態(tài)，燈不亮。夜晚環(huán)境無光時，光敏

12、電阻的阻值很大，R5兩端的電壓高，即CD401，改變R7或C3的值，可改變延時時間，滿足不同目的。VD3和VD4構(gòu)成兩級整形電路，將方波信號進行整形。當C3充電到一定電平時，信號經(jīng)與非門VD3、VD4后輸出為高電平，使單向可控硅導通，電子開關(guān)閉合；C3充滿電后只向R7放電，當放電到一定電平時，經(jīng)與非門VD3、VD4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到關(guān)的過程。    二極管D