简易声光控照明电路设计论文.doc

简易声光控延时照明电路 xxx 指导教师 xxx 讲师 摘要 本文介绍了用光敏电阻、麦克风、三极管和555芯片实现光控、声控和延时功能的原理，重点介绍了实现方法和具体细节，及验证过程中遇到的问题和解决方法。 关键词 光控灯；声控灯；导通 1设计任务及主要技术指标和要求 1.1 设计任务 设计一个简易声光控延时照明电路。该电路能够实现两级控制照明灯的亮灭，并且照明灯点亮一段时间后能够自动判断。第一级为光控制，第二级为声控制，第一级优先于第二级。 1.2 设计要求 （1）要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应，控制照明灯第一级开关。 （2）要求电路能够通过照明灯开关对声强的感应，在第一级开关开通的前提下，控制照明灯的亮灭。 （3）要求电路能够实现照明灯点亮时间T后自动关断，并且时间T可手动调节。 （4）要求电路如果在照明灯点亮期间又有新的声源出现，照明灯重新开启通电时间T。 （5）根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计过程。 （6）利用CAD软件画出一套完整的设计电路图，并列出所有的元件清单。 2 引言 随着现代科学技术的发展，越来越多的高科技节能产品出现在我们生活的方方面面，声控灯、光控灯是居家照明的重要组成部分。光控灯是由光控开关和LED灯组合而成，声控灯由麦克风、放大电路和LED灯组成。在地球资源日渐衰竭的今日，环保和节能是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，基于此目的的研发工作更是趋向于环保和节能。因此，开发新型高效、节能、寿命长、环保的电路对居家照明节能具有十分重要的意义。由此声光控LED灯的诸多优点在现在正逐渐取代传统的照明设备，是照明产品的新兴光源，有“绿色照明光源”之称，未来将光芒耀眼，发展潜力无限。声控、光控LED具有节能、体积小、发热量低、寿命长、耗电量小、反应速度快、易控制等众多优点，极大的满足了人们日常生活的需要，因此被灯饰业者十分看好。 光控灯，安装方便，使用寿命长。集光学、材料和电路技术为一体组成的自动照明开关，白天或光线较强时，开关断开，LED灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关闭合，LED灯亮，从而实现了白天自动熄灭夜间自动打开的目的，节省了人为的控制。 声光控集声控、光控、延时控制技术为一体,内置声音感应元件,光效感应元件,白天光线较强时，有声响也不导通；当傍晚环境光线变暗后，遇有说话声、脚步声等声响时，会立即通电亮灯，延时后自动断电；能延长灯泡寿命6倍以上，节电率达90％。 本文的主要内容包括：通过模拟电子技术的学习，提出了一种基于晶体三极管工作状态的系统设计方法，结合光敏电阻的随着外部环境的阻值改变的特性，给出光控灯的设计方案，在此基础上结合数字电子技术的优点，引入声控电路，同时实现声控和光控，以下给出详细的设计过程。 3工作原理及电路总体说明 电路采用声光两级控制照明电路。电路对光线强弱的感应控制照明灯的第一级开关，对声强的感应控制第二级开关。对于声强的监测是利用MIC的特性，即当其接收到足够的声强时，产生一个脉冲波，从而把声信号变为电信号，通过对声强信号的处理可得一个电平信号，为控制电路准备。延时控制功能通过555定时器构成的可重复触发单稳态电路来实现。光信号的感应通过光敏二极管来实现，使得光控电路在光强时输出低电位，光弱时输出高电位。将光控电路的输出作为555定时器的复位端输入，将声控输出端作为延时电路的输入，从而可以实现在光线强的情况下，即使有足够强的声信号，照明灯电路也不工作。而在光线弱的情况下，可以通过声信号来控制照明。 4 电路组成及设计步骤 4.1 光控控制电路 电路图如图所示： 图1 光控控制电路 光线强时，光敏电阻RL的阻值变小，RL导通，555定时器的复位端4至于低电平；光线弱时，光敏电阻RL的阻值变大，R8导通，555定时器的复位端4至于高电平。光控控制电路对电路起总控制作用。 光敏电阻又称光导管，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,常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下（光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化），其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。经测量随着外部环境的改变，本次所用光敏电阻阻值的变化范围为2K-3M,即在有光照射时电阻阻值下降，无光照时阻值上升，根据这一特性可以控制三极管工作状态进而控制灯的亮、灭的电路。 4.2 声控控制