声光双控节能灯实训报告.doc

报告编号：第26组 综合课程设计报告 声光双控节能灯 学生姓名： 许运增 张秀娟 指导教师： 曹喜珠 所 在 系：电 子 工 程 系 所学专业： 电子信息工程 年 级： 2011级 2013年6月 目 录 摘 要 3 1 声光双控节能灯总体设计 3 1.1设计题目描述 3 1.2设计要求 3 1.3原理分析 4 1.4结构框图 4 2 单元电路解析 5 2.1声控电路 5 2.2整流电路 5 2.3光控电路 6 2.4延时电子开关电路 6 3 元件清单表 7 4 电路测试与仿真 7 5 实训总结与体会 8 5.1 设计任务完成情况 8 5.2 问题及改进 8 5.3 心得体会 9 参考文献 9 声光双控节能灯 摘 要 在生活中，我们无时不在地使用着灯，诸如台灯、路灯、日光灯、探照灯等等。因此，设计一个既实用又方便的照明灯则是非常好的。在学校、公寓等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。 为了加强我们对模拟电子技术合数字电子技术的理解合巩固，我的设计的课题是声光双控制延时照明灯的设计，我设计了一种安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控照明灯。白天光照好，不管发出多大声音，声光控路灯控制器都不会使灯发光。夜晚光暗，电路只要检测到有声响，就会自动亮，过短暂一段时间后又自动熄灭，节能节电。 本报告主要阐述了声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。 关键字：自动控制 声控电路 光控电路 延时电路 1 声光双控节能灯总体设计 1.1设计题目描述 设计一个声光双控节能灯的延时开关电路，用其代替住宅小区的楼道上的开关，即在天黑后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其他声音时，楼道灯会自动亮，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭；在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。 1.2设计要求 a．画出总体设计方框图，以说明有哪些相对独立的功能模块组成，并以文字对原理做辅助说明。 b．设计各个功能模块的电路图，加上原理说明。 c．完成总体电路图用Multisim仿真。 图1-2 1.3原理分析 声光双控节能灯的电路原理图如图所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门D1～D4，使电路结构简单，工作可靠性高。 当声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到VT的基极进行电压放大，放大的信号送到CD4011中的与非门D2的2脚，R4、R7是VT的偏置电阻，C2是电源滤波电容。 为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RG等元件组成光控电路，R5和RG组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，即为高电平期间t=2πR8C3，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。CD4011中的D3和D4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当C3充电到一定电平时，信号经与非门D3、D4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门D3、D4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。 二极管VD1～VD4 图1-4 2 单元电路解析 2.1声控电路 当BM获取到声音信号后，其会转换成电信号，如图所示声控电路由传声器BM，电阻器R2、R4，晶体管VT、电容C1和CD4011中的D1组成。此部分电路图如图所示： 图2-1 工作原理：话筒将声音信号转化负极性的电信号2滤波，通过由三极管V组成的放大器把微弱的信号进行放大其集电极输出正极性的电信号 图2-2 工作原理：利用4个二极管接成电桥使在Ul的正负半周的电压经过两只二极管交替导通，即在负载上形成了单方向的全波脉冲电压。其中单向桥式整流电路对电压的利用率高。 在桥式整流电路中，交流电在一个周期内有两个半波电流以相同方向通过负载所以该整流电路输出的直流电压比半波整流电路增加一倍。 2.3光控电路 光控电路的核心元件为光敏电阻，光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射