脚步声控制照明灯的设计王剑打印

目录一、设计目的………………………………………………………1二、设计任务及要求………………………………………………1三、总电路框图及原理图…………………………………………2四、各单元电路的设计及原理说明………………………………4五、安装调试结果分析……………………………………………6六、设计体会………………………………………………………7七、电子元器件清单………………………………………………7八、参考文献………………………………………………………7九、指导教师成绩评定表…………………………………………81脚步声控制照明灯的设计一、设计目的科技的进步使电灯的样式、种类以及对灯的控制方式千变万化，随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以我们要建立起节约能源的意识，电能的节约首当其冲，而电灯的使用最为普遍，所以设计一种自动控制灯开关的电路是非常必要的，声控灯开关就是其中一种。声控电路已成为人们日常中不可缺少的必须品，它不需要开关，当有人经过时会自动亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们生活带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。声控灯在光线充足时，任你发出多大的声音都不亮；但在黑夜，轻轻一声它就发出了亮光，这是由于声控灯含光控电路，以防止其在光线足够的时候不工作，所以声控灯控制盒是声、光同时控制，在光亮度能达到的情况下，灯不会亮。声控走廊灯白天呈关闭状态，夜晚听到声响时自动发光，具有节能的优点，因此我们选择了这个课题。二、设计任务及要求任务：设计一种通过辨别声音与光线强弱来提供照明的路灯照明系统。要求：1、白天光线较强，照明灯不会点亮；2、晚上又脚步声照明灯被点亮，脚步声消失后，灯亮延迟十秒；再自动熄灭；3、元件；功率集成电路家分立元件。2三、方案论证及电路原理图1.方案论证由设计的主要内容与要求可以看出该电路可以有以下几个方案：（1）利用门电路来完成声光控制的调节，电路图如下：（2）采用二极管VD4～VD7组成桥接式整流电路。电阻R10、电容C4组成降压、滤波电路。单行晶闸管VS式照明灯HI的无触点开关。VS道童HI点亮：VS关断，HI熄灭。3（2）电路原理图4四、各单元电路的设计及原理说明1.声音放大电路当MIC获取到声音信号后，其会转换成电信号，考虑到后面步骤，此信号需用控制电子开关，所以必须加大放大器放大该信号。为了获取较高的灵敏度，VT1的β值选用大雨100.话筒MIC选用灵敏度高的，R3不宜过小，否者电路容易产生间接歇震荡。其电路如下所示：获取到声音信号后，其会转换成信号，由声信号转换成的电信号控制电子开关，所以必须加三极管放大器放大该信号。为了获得高的灵敏度Q1的声信号选用灵敏度高的。R3不宜过小，否者电路容易产生间歇震荡。三极管VT1的参数：三极管的放大倍数Au=βRc/（Rb+Rbc）；r=164；Rbc=Rbb+[（1+r）*Ut]/Ice，Ut=26mV；直流放大倍数β100；Vcbo=45；Ic（max）=0.3经测得三极管的静态工作点：Ubeq=2.6V、Uceq=3.91V、Ibq=1.35mA、Icq=330mA、β=244.4（符合要求）2.整流电路C2、VD1和VD2、C3构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电压，此部分电压如下：3.光敏电路核心元件为光敏电阻，其通过对光线变化程度自动改变阻值从而改变电压信5号的大小，白天有光照，光敏电阻小，夜晚阻值大。4.电子开关当电压信号达到一定值时，电子开关打开。当电压信号小于此值时，电子开关关闭。其起到的主要作用是控制延时电路中的电容充放电。5.延时电路与交流开关由于需要的灯泡持续时间并不长，大概几十秒左右，所以用一个电容控制开关的状态即可。当天夜无光时，电子开关打开时，C4连通，即开始充电。当电子开关关闭后，C4开始放电。C5为抗干扰电容，用于消除灯泡光抖懂现象。R8、C5和单向可控制硅MCR、VD5---VD8组成延时与交流开关。C4通过R8把直流触发电压到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。可控硅作为开关元件的优点是属于无触点开关元件使用寿命长。灯泡发光的时间由C4、R8的参数决定。品闸管参数如下：VDRM=VRRM=2600V是最高电压不能超过2600VIT=500A最大电流不能超过500AIGT=200mA触发后最小维持电流小于220mAVGT=2.2V控制触发电压小于2.2V66.电源电路220V交流电通过灯丝，经过VD5-VD8整流后，和R9、R10、VD4降压。C6为滤波电容，VW为稳压值12-15的稳压二极管，保证C6上的电压不超过15V直流电压。此部分电路作用提供稳定的工作电压。电路图如下;五、安装调试、结果分析在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否正确，对照明电路图按照一定顺序逐级检测，特别要注意电源是否接错，电源与地是否短接，二极管是否接反，轻轻拨一拨元器件，观察焊点是否牢固。安装保险管后才能给电路通电，电源接通后首先保证安全，观察电路中是否劈冒烟、起火等现象。如果有，应立即断电，故障排除后继续通电，并注意观察各器件引脚是否正常。打开电源，给系统加上激励信号源（如系统的啪手声、打击声），用眼睛直接观察灯泡是否亮和按时熄灭。先用万用表测量电路有关点点位是否正常。检查发光二极管是否正常工作。发现不正常现象时，及时找出原因进行修改。注意接线不得有误，接入电源，使脉冲发生电路正常工作。在发慌二极管有光与无光的情况下看总体电路的工作情况。观察灯泡是否按要求进行亮暗变化。如不能顺利完成以上功能，则应认真检查电路的连接及功能设计是否有误并作出相应调整。在本电路调整中，发现无论光电二极管遮光是否，灯一直保持着2种状态不变，测得三极管各引脚、单向品闸管两端、及六反向器均无电压，用万用表测量整流桥损坏。换上新的整流桥后测得：三极管基极电压0.6V、集电极电压0.1V、发射极电压0V；7单向品闸管A极4.5、G极0.8V、K极0V；反相器电压4.0V。六、设计体会：本次电子课程设计给我们带来了许多的新知识，增强了我们的动手能力，给生活增添了快乐，他同时也告诉我们应该与相互帮助、相互团结的团队精神。就此产品，是对我们三年来所学的知识进行全面的总结，明白了自己学到了什么，还缺少什么，找到自己的不足之处，对我们以后的工作有很大的帮助。电子课程设计是我们学习过程中一个十分重要的环节。是锻炼我们运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方面，也是培养应用型转门人才的要求。七、电子元器件清单74122、LM358和NES555三个集成器件，发光二极管，光敏电阻，驻极体化简以及一些基本电路元器件。八、参考文献1.王浩全，《ProlelDXP电路设计预测版》，械工业出版社2.李振声，《实验电子技术》，人民邮电出版社3.王之芳，《传感器应用技术》，冶金工业出版社4.胡宴如，《模拟电子技术》，高等教育出版社