聲光控制照明燈開(kāi)關(guān)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　傳感器技術(shù)</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目 聲光控制照明燈開(kāi)關(guān) </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　

2、　聲光控制照明燈開(kāi)關(guān)，能自動(dòng)控制白天開(kāi)關(guān)，夜晚亮燈，人走燈滅。具有靈敏、低耗、性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)能等特點(diǎn)。這里介紹聲、光控制節(jié)能燈開(kāi)關(guān)。綜合了聲、光和延時(shí)控制、工作穩(wěn)定、節(jié)電并可延長(zhǎng)燈泡壽命。在白天或光線較強(qiáng)的場(chǎng)合，光敏電阻小，即使有較大的振動(dòng)聲響也能控制燈泡不亮；晚上或光線較暗時(shí)，光敏電阻隨環(huán)境的光線減弱而增大，遇到聲響、振動(dòng)后燈自動(dòng)點(diǎn)亮，經(jīng)過(guò)約一分鐘（時(shí)間可設(shè)定）自動(dòng)可用于樓梯、廁所等公共場(chǎng)所照明燈的自動(dòng)管理。選擇駐極體傳聲器

3、、光敏電阻和四二輸入與非門(mén)CD4011作為基本元件。光敏電阻和聲控傳感器兩種傳感器形成了聲控、光控和延時(shí)三種控制的電路板。實(shí)現(xiàn)了電子開(kāi)關(guān)的三種控制。聲光控延時(shí)開(kāi)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(xué)樓等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種樓房走廊的照明設(shè)備。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】傳感器 聲控 光控 節(jié)能 方便目 錄</p>&

4、lt;p><b>　　一 、設(shè)計(jì)目的1</b></p><p>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)1</b></p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)要求1</b></p><p>　　三、設(shè)計(jì)步驟及原理分析2</p>

5、<p><b>　　3.1設(shè)計(jì)方法2</b></p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)步驟3</b></p><p>　　3.3設(shè)計(jì)原理分析4</p><p>　　四、課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì)5</p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)6</b></p&g

6、t;<p><b>　　一 、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1.了解光控、聲控開(kāi)關(guān)電路的一般組成方式；</p><p>　　2.熟悉光敏電阻的性能和作用；</p><p>　　3. 熟悉三極管的開(kāi)關(guān)特性。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)與要求</b></p>

7、<p><b>　　2.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　光電轉(zhuǎn)換利用光電傳感器實(shí)現(xiàn)，如光敏電阻、光敏二極管等。聲電轉(zhuǎn)換可利用聲電傳感器實(shí)現(xiàn)，如壓電陶瓷片、微型話筒等。利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來(lái)作為外界信號(hào)的處理部分。</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　基本原理要求：要求該電

8、路在夜間（黑罩模擬）有聲音信號(hào)時(shí)照明燈（用LED發(fā)光管模擬）點(diǎn)亮；無(wú)聲時(shí)延遲5秒后熄滅，如聲音間隔小于5秒則ＬＥＤ持續(xù)點(diǎn)亮白天有聲無(wú)聲均不亮。</p><p>　　元器件清單要求：光敏電阻、駐極體話筒、運(yùn)放ＬＭ３５８、ＭＥ５５５單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、１２２、發(fā)光二極管、電容、電阻、焊板、導(dǎo)線及焊接工具和測(cè)試工具。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)步驟及原理分析</b><

9、/p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)方法</b></p><p>　　日常所用的220V伏特的交流電不能直接為后續(xù)電路所用，所以我們通過(guò)一定規(guī)格的變壓器把它降為12伏特的交流電。此時(shí)，我們?cè)儆靡粋€(gè)整流電路把交流電轉(zhuǎn)變成只有正性的電流，但此時(shí)電流仍不是我們所需的直流電。我們?cè)儆梅€(wěn)壓電路把電流處理成我們所需的直流電流。此后，我們通過(guò)微型麥克風(fēng)把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，為后面的三

10、極管提供振蕩電流以使三極管導(dǎo)通。若無(wú)聲音時(shí)，三極管保持截止并呈現(xiàn)出一個(gè)大電阻，集電極中便無(wú)電流通過(guò)，由于集電極上電阻相對(duì)于集電極電阻來(lái)說(shuō)很小，所以此時(shí)的集電極此時(shí)向后續(xù)電路提供一個(gè)高電平。這會(huì)使后面電路中的電容兩側(cè)均保持低電平，故，電容不會(huì)充電。而電容又向后面的電路提供電平，最終使第二個(gè)三極管保持截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)有聲音信號(hào)發(fā)生時(shí)，麥克風(fēng)就會(huì)把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成振蕩電流，通過(guò)隔直通交的電容以使其后的三極管導(dǎo)通并向后續(xù)電路表現(xiàn)為一個(gè)小電阻，由于該

11、電阻相對(duì)于集電極上的電阻來(lái)說(shuō)很小，所以此時(shí)的集電極向后續(xù)電路提供一個(gè)低電平。并通過(guò)一個(gè)非門(mén)使后面的電容左側(cè)為高電平。而電容因?yàn)橛覀?cè)只通過(guò)一個(gè)二極接地，所以為低電平；這就為電容的充電提供了條件。當(dāng)電容很快地充電完成并且聲音信號(hào)消失后，由于電容的電荷還存在，</p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)步驟</b></p><p><b>　　3.2.1 </

12、b></p><p>　　由駐極體話筒和ＬＭ３５８構(gòu)成聲控原理，由光敏電阻和ＬＭ３５８抽成光控原理。</p><p>　　3.2.2 由聲控單元和光控單元共同控制５５５定時(shí)器的觸發(fā)輸入端，實(shí)現(xiàn)了聲光兩信號(hào)的邏輯“與”，即聲光雙控功能。由ＮＥ５５５出來(lái)與７４ＬＳ１１２相連，實(shí)現(xiàn)了延時(shí)５秒的效果。</p><p><b>　　3.3設(shè)計(jì)原理分析</

13、b></p><p>　　可控硅的導(dǎo)通和阻斷是受自然光的亮度（或人為的亮度）的大小所控制的。適合作為街道、宿舍走廊或其他的公共場(chǎng)所照明燈，起到白天熄滅晚上照的控制作用，以節(jié)約用電。</p><p>　　顧名思義，聲光控制照明燈就是用聲音來(lái)控制開(kāi)關(guān)的“開(kāi)啟”，若干分鐘后開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉。因此，整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)殡娮娱_(kāi)關(guān)的開(kāi)動(dòng)動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流向后，即可依據(jù)主要元

14、器件將電路劃分為若干個(gè)單元。</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)就是依據(jù)ＮＥ５５５組成的施密特觸發(fā)器電路７４ＬＳ１２２組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的電路而設(shè)計(jì)的，原理由施密特觸發(fā)器的原理和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的原理即可得到本實(shí)驗(yàn)的電路原理，其中光敏電阻的阻值隨光照的變強(qiáng)而減小。</p><p>　　圖3-1. 聲光控照明燈電路圖</p><p>　　電路圖主要由兩大塊組成：光控制和聲控制.&

15、lt;/p><p>　　1.NE555的內(nèi)部框圖，工作原理：</p><p>　　圖3-2.NE555內(nèi)部框原理圖</p><p><b>　　引腳功能：</b></p><p>　?。?）6腳TH：高電平觸發(fā)端，當(dāng)TH電平大于2/3VCC，輸出端OUT呈低電平，DIS端通。 </p><p>　　（

16、2）2腳TR：低電平觸發(fā)端，當(dāng)TR電平小于1/3VCC，輸出端OUT呈高電平，DIS關(guān)斷。</p><p>　　（3）5腳Vco：控制電壓端，Vco若接不同的電壓值可以改變TR低電平、TH的觸發(fā)電平值。</p><p>　　（4）7腳DISC：為放電端，其內(nèi)部三極管的導(dǎo)通或關(guān)斷，能為外部ＲＣ回路提充放電通路。</p><p>　?。茨_ＲD:為復(fù)位端，若RD=0，OU

17、T輸出低電平。</p><p>　　3腳Vo：為輸出端。</p><p><b>　　8腳Vcc:電源。</b></p><p><b>　　1腳GND：地。</b></p><p>　　NE555定時(shí)器由3個(gè)阻值為5千歐的電阻組成的分壓器，兩個(gè)電壓比較器C1和C2、基本RS觸發(fā)器，放電三極管TD和

18、緩沖器G4組成。虛線邊沿標(biāo)注的數(shù)字為管腳號(hào)。其中，1腳位接地端，2腳為低電平觸發(fā)端，由此輸入地低電平觸發(fā)脈沖；6腳為高電平觸發(fā)端，由此輸入高電平觸發(fā)脈沖；4腳為復(fù)位端，輸入負(fù)脈沖（或使其電壓低于0.7V）可使NE555定時(shí)器直接復(fù)位；5腳為電壓控制端，在此端外加電壓可以改變比較器的參考電壓，不用時(shí)，經(jīng)0.01微伏的電容接地，以防引入干擾；7腳為放電端，NE555定時(shí)器輸出低電平時(shí)，放電晶體管TD導(dǎo)通，外接電容元件通過(guò)TD放電；3腳為輸出

19、端，0.01微伏的電容接地，以防引入干擾；7腳為放電端，NE555定時(shí)器輸出低電平時(shí)，放電晶體管TD導(dǎo)通，外接電容元件通過(guò)TD放電；3腳為輸出端，輸出高電壓約低于電源電壓1V-3V，輸出電流可達(dá)200毫安，因此可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、發(fā)光二極管、指示燈等；8腳為電源端，可在5V-18V范圍內(nèi)使用。</p><p>　　2.74ＬＳ１２２引腳圖及工作原理</p><p>　　圖3-3．７４ＬＳ１２

20、２引腳圖及工作原理圖</p><p>　　工作原理：７４ＬＳ１２２為可重復(fù)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，根據(jù)其輸出脈沖寬度ｔｗ＝RextCextln2實(shí)現(xiàn)延時(shí)5s。當(dāng)74LS122的1腳和2腳接收到一個(gè)上升沿脈沖。由于LED接入74122的Q引腳，故其在Q引腳是一個(gè)下降沿脈沖，此時(shí)發(fā)光二極管負(fù)端為低，燈會(huì)亮，亮?xí)r延遲時(shí)間為脈沖寬度tw=5s。聲音信號(hào)消失，Q端上升沿維持5s后燈會(huì)自動(dòng)熄滅。</p><p>

21、;<b>　　課程設(shè)計(jì)小結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　此次的課程設(shè)計(jì)使我對(duì)聲光控開(kāi)關(guān)控制器的工作原理及工作特點(diǎn)都有了進(jìn)一步的了解，并對(duì)有關(guān)的知識(shí)有了更進(jìn)一步的掌握，對(duì)它的性能和特點(diǎn)也有了更全面的把握，明白了很多關(guān)于它的很多理論和實(shí)踐知識(shí)，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作性能穩(wěn)定，功能容易實(shí)現(xiàn)，其可用常用的電子元器件構(gòu)成，因此成本較低。在此基礎(chǔ)上也確實(shí)存在著一些間題與不足，比如負(fù)載的性能穩(wěn)定問(wèn)題，

22、光敏電阻的敏感性問(wèn)題。一周的實(shí)訓(xùn)課程很快就過(guò)去了，其中感受最多的還是自己的實(shí)踐動(dòng)手能力不太好，而且對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)的運(yùn)用還不太熟，學(xué)過(guò)的東西不知道該怎么應(yīng)用，不可避免地遇到了不少的問(wèn)題，也學(xué)會(huì)了自己去思考怎樣分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，鍛煉了自己動(dòng)腦、動(dòng)手的積極性，同時(shí)也是過(guò)的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，對(duì)自己也是一種提高和鍛煉。通過(guò)這次的實(shí)訓(xùn)，使我懂得了很多，也學(xué)到了很多的東西，可以說(shuō)收獲不少，其實(shí)學(xué)習(xí)的真正意義也就是能夠?qū)W(xué)到的東西運(yùn)用到實(shí)際的應(yīng)用中，

23、只有這樣我們才真正地達(dá)到了學(xué)習(xí)的真正目的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1].電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教程------高等教育出版社2005年</p><p>　　[2].電子技術(shù)基礎(chǔ)—模擬部分 --- 康光華高等教育出版2005年</p><p>　　[3].電子實(shí)驗(yàn)與電子實(shí)踐---南壽松中