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大连海事大学课程设计课程 传感器技术课程设计 题目 基于RFID的室内无线定位 院系 信息科学技术学院 专业班级学生姓名学生学号指导教师2016年1月10日大连海事大学课程设计任务书课程传感器技术课程设计题目专业姓名学号主要内容：以实验室购买的极光尔沃3D打印机组件为材料进行组装，完成对机械、电气、控制等模块的调试；自行设计3D打印产品进行打印；对系统各部分进行分析，并查找相关资料，完成对全系统的详细分析设计报告。基本要求：（1）完成系统的组装。（2）完成对机械、电气、控制等模块的调试，并对PID参数调试正确，保证系统正确运行。（3）打印自行设计的3D产品。（4）完成全系统的详细分析设计报告。参考资料：[1]极光尔沃3D打印机产品说明书[2]网上查找3D打印机相关资料完成期限2015.12.28至2016.1.10学生（签名）指导教师（签名）专业负责人（签名）2016年1月10日目录1设计要求12方案设计12.1设计思路12.2总体方案方框图12.3基本原理23总体方案的选择和设计23.1简单声控音乐彩灯控制器23.2音乐彩灯控制器34单元电路的设计34.1整流电路的设计34.2滤波电路的设计44.3高通滤波器54.4低通滤波器54.5元件参数的计算及选择65总电路图76总结7参考文献8附录91设计要求选取一种方法设计音乐彩灯控制器，要求该音乐彩灯控制器电路由三路不同控制方法的彩灯所组成，采用不同颜色的发光二极管作课题实验。（1）第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。（2）第二路按音量的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且灯被点亮的数目增多。（3）第三路按音量高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分灯点亮。2方案设计2.1设计思路根据课题要求，可将控制器分为三部分来实现。（1）由于音乐的节奏是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此，可采用记数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号发生器，使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。（2）将声音信号变成电信号，经过放大、整流滤波，来点亮彩灯，以实现声音信号强弱的控制。（3）采用高、低通有源滤波电路来实现高、低音对彩灯的控制。2.2总体方案方框图多谐振荡器计数器译码器驱动器彩灯传感器彩灯放大器整流、滤波电路驱动器彩灯高通滤波器驱动器彩灯低通滤波器驱动器图1基本原理框图2.3基本原理基本原理框图如图1所示。1、采用运算放大器或555定时器构成多谐振荡器，产生矩形波信号作为计数器的时钟脉冲，计数器输出经译码器可得多路译码输出信号，再经过驱动器使相应的彩灯点亮。2、采用动圈式话筒或者扬声器，将声响信号变成电信号输出，并经过放大器将其放大。由于音频信号的频率高于发光元件的响应频率，为使发光元件有适当的显示时间，可加入延时电路，减少发光元件闪烁现象。3总体方案的选择和设计3.1简单声控音乐彩灯控制器220VHTDR32kW22kC47μFR22kSCRMCR100-8R1 82kR4 1MBG9013DIN4148 图2 低成本声控音乐彩灯简单声控音乐彩灯控制器的电路如图2所示，R1、R2、D和C组成电阻降压半波整波电路，输出约3V的直流电供SCR的控制回路用。压电陶瓷片HTD担任声-电换能器，平时调W使BG集电极输出低电平，SCR关断，彩灯不亮。当HTD接收到声波信号后，BG集电极电平升高，SCR即开通，所以彩灯能随室内收音机播出的节目的音乐节奏而闪烁发光。W可用来调节声控灵敏度，W由大调小时，声控灵敏度愈高，但W过小时，电灯常亮，这时就失去声控作用，使用调试时，将W由大逐渐调小至某一阻值时，电灯即点亮，再将W退回少许（即稍微调大），电灯就熄灭，这时声控灵敏度最高，离HTD二三米远处普通谈话声就能使彩灯闪烁。如嫌灵敏度太高，只要将W调大些即可，电灯长亮不熄，表示BG的放大倍数β值过小，应更换β大些的三极管。电阻均为1/8W碳膜电阻。3.2音乐彩灯控制器如附录所示为实用音乐彩灯控制电路。该控制器由声电转换和放大电路、时钟脉冲发生器、计数电路和控制电路等组成。拾音话筒MIC将声音信号转换为电信号，并经BG1～BG3放大后加至四路模拟开关CD4066(IC3)。时钟脉冲发生器由IC1(555)和W1、R1、R2、D1、C1等组成，该电路产生信号的周期为T=0.693(Rw1+R1+R2)C1，图示参数对应的周期T在0.5～5秒范围内变化。其中555③脚输出加至IC2作为CP脉冲。IC2采用CMOS型十进制计数器／脉冲分配器CD4017，在时钟CP作用下，Q0(③脚)、Q1(②脚)、Q2(④脚)、Q3(⑦脚)、Q4(⑩脚)相继出现高电平脉冲，且Q4加至复位端R(⑩脚)，使电路成为一环行计数器。Q0～Q3的输出依次将CD4066四路模拟开关接通，使乐曲信号依