声光控+微波控制开关课设.docx

-  PAGE 19 - 北京交通大学电气工程学院 电子技术 课程设计说明书 课题名称： 声光双控开关组成的楼道灯 （微波和光控开关） 学 院 __电气工程学院__ 专 业 _电气信息类_ 班 级 电气1005 学 号 姓 名 指导教师 ______王强______ 2012年 6月 28日 目 录 1 绪论 1.1 设计要求 1.1.1 研究的目的及意义 1.1.2主要研究方向和要求 1.1.3 基本思路 1.2 电路工作原理 1.2.1 电路原理 1.2.2 基本系统 1.2.3 元件的选择 1.3 电路仿真 1.4 电路板的制作与元件的安装及调试 1.4.1 安装制作 1.4.2 调试 2 实物外观图 3 结论 4 收获与体会 5 参考文献 关键字： 信号放大 光电开关 声控电路 光控电路 延时电路 施密特触发器 1 绪论 1.1 设计要求 1.1.1 研究的目的及意义 声光控制延时开关可以代替住宅小区或办公大楼内楼道上电灯手动的开关。天黑有人走过楼梯通道时，当有脚步声或其它声音（如人的说话声或拍手声）时，楼道灯会接收到感应自动点亮，提供照明，当人们走远后进入家门或走出公寓，此时楼道灯延时一段时间后会自动熄灭。在白天，即使有声音。楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控制延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等许多公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，也不像以往的手动开关那样易于损坏，为人们生活和工作提供了更大方便，适合于许多地方安装应用。 在学校、机关、厂矿企业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。在本设计中介绍了多种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。天黑有人走过楼梯通道时，当有脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，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。 1.1.2 主要研究方向和要求 方向：传感器技术研究+数字电路技术研究 要求：1．光线较强或无声音，开关关闭； 2．光线较弱并且有声音，开关闭合，延时十秒后自动断开开关； 3．器件：功率集成电路+分立元件； 4．仿真设计与硬件设计 1.1.3 基本思路 顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启”，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开关动作。明确了电路的信号流向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路 CD4011，CD4069，CD4093 。CD4011其内部含有 4 个独立的与非门 D1 ～ D4 ，电路结构简单，可靠性高。CD4069由六个反相器电路组成。CD4093由四个2输入端施密特触发器电路组成，每个电路均为在两输入端具有施密特触发功能的2输入与非门。每个门在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上升电压(V P)T和下降电压(V N)之差定义为滞后电压(△V T)。 1.2 电路工作原理 1.2.1 电路原理 声光双控楼道灯在白天，即使有声响也不会亮。在夜晚，当有人走过楼梯通道发出的脚步声或有其它声响时，楼道灯便会自动点亮，然后延时一段时间自动熄灭。 声光双控楼道灯其电路原理图如图所示。电路主要由声控电路、光控电路及执行电路三大部分组成。 声控电路主要由驻极体话筒BM、非门1、2、3组成的放大电路组成以及由施密特触发器1、非门4组成的整形延时电路构成。光控电路由光敏二极管VD2及施密特触发器组成。施密特触发器2组成门控电路，VT1和继电器K1等构成执行电路。 夜晚，当驻极体话筒BM拾到脚步声或其他声音后，将声信号转换为电信号，经C1耦合至由非门1、2、3组成的交流放大器进行电压放大，再经施密特触发器1整形，通过非门4倒相，VD1、C2、R4及施密特触发器2等延时控制，使VT1导通，继电器K1吸合，其触点K1-1闭合，点亮楼道灯H。 白天，由于环境光线较强，光敏二极管VD1导通，通过施密特触发器3使施密特触发器2关闭，声控信号不起作用，楼道灯H不会被点亮。 与非门构成的基本RS触发器特征表（由施密特触发器2和3组成） RDSDQnQn+1000X001X010001101001101111001111特征方程：Qn+1 = SD + RD﹒Qn RD﹒SD = 0 1.2.