声、光、触摸控制照明灯电路设计.docVIP

设 计 报 告 论文题目 : 声、光、触摸控制照明灯电路设计 系 别 电子工程系 专 业 光电子技术 班 级 光电0911班 目录 声、光、触摸控制照明灯电路设计 摘要： 1.设计简介 1.1设计任务和要求 实现光、声、触摸3种方式控制声控和触摸控制，控制灯亮的时间为17秒；光控为即时控制（有光照时灯不亮，无光照时灯亮）。声控和触摸控制时光控无效；光控时，有声控或触摸控制信号传入会锁定灯亮17秒 1.2设计功能 主要用与楼道间的照明，它有光时不亮，光线暗时自动亮。且当有人走动时，此时声控电路会发生作用。灯自动亮，人走后又自动关灯。这样就实现了智能控制灯。且这个电路是三合一，也就是说有三重保障，如果光控电路部分坏了，还有声控 电路在自动控制。如果光控，声控部分电路都坏了，那么自动控制功能丧失，此时不得不人工触摸 1.3基本思路 先通过选择三种单独控制电路若干，从中挑出简单易行的电路，分析其控制原理。分别对三种电路做接线实验，调试成功后两两进行整合最终搭试出一个新的电路，再对新电路进行测试，不断修改，焊接到电路板上。 根据题目要求，本设计主要由声控部分、声音感应及放大部分、单稳态电路、触摸部分和遮光等部分构成。本系统的方框图如下图所示： 方案1：利用3个5振荡器来达到延迟控制作用。优点是电路简单，稳定，可靠，易实现。缺点是电路原理较复杂，焊接过程需注意问题较多，知识涉及面较广。 方案2：利用电容、电阻及三极管来达到延迟控制作用。优点是元件简单易焊接，电路原理简单，知识面涉及不广，所利用知识基本已掌握，不必花费过多精力学习未掌握知识，适合单个人作品。 经过比较，且考虑到我所学知识暂有限，人手也不够，我选择了方案2。  2.作品设计 2.1电路原理总图： 该电路图主要由：声控部分、声音感应及放大部分、单稳态电路、触摸部分和遮光等部分组成，它们分别实现声、光、触摸等功能。整个电路的功能通过各个部分的功能来实现。下面，将对各个部分进行详细说明。 2.2控制原理解析： 图（）声控电路 图（声音感应、放大电路图图（）单稳态电路 VT6(V) VT5(V) 遮光 c=4.2 c=4.2(随遮光改变) b=0.2 b=4.2 e=0 e=2.6 曝光 c=0 c=12 b=0.6 b=0 e=0 e=0 图（）为声控电路部分，由图（）声音感应、放大电路图（）单稳态电路构成。图（）中三极管VT2、VT3及其电阻、电容器组成了单稳态电路。电阻R3为三极管VT2提供了基极电流而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R4上得到的。三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C2来完成的。电阻R4是三极管VT2的集电极负载三极管VT3的集电极负载是电阻R5。 单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时选择合理的R3使三极管VT2稳定在饱和状态,此时它的集电极电压约为0.3V以下。这样使三极管VT3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。 当一个负脉冲通过C1到达三极管VT2的基极时三极管VT2开始趋向截止它的集电极电流减小集电极电压升高经过直接耦合使三极管VT3的基极电压升高三极管VT3开始导通,它的集电极电压下降经电容C2的藕合又使三极管VT2的基极电压进一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在)形成一个正反馈很快达到一个新的状态。此时三极管VT2截止三极管VT3饱和导通。这就是单稳态电路的暂稳态现象。 单稳态电路的暂稳态是不能持久的。在暂稳态期间电容器C2通过电阻R3进行放电随着放电的进行,三极管VT2的基极电压逐渐升高当它达到0.5V以上时三极管VT2开始导通正反馈现象再次发生,整个电路很快又回到VT2饱和导通VT3截止的稳定状态。电容C2通过电阻R3的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。根据计算这个时间t =0.7×R3×C2。在本电路中电阻R3为510KΩ电容C2为47μF,所以t≈17s根据这个公式改变电阻R3或电容C2的参数可以延长或缩短电路的延迟时间。 电路复原后电容器C2通过电阻R5和三极管VT2的发射结进行充电。充电完成后电路才可以接收下一次的触发。 电路中的B是一只驻极体传声器它能将声音信号转变为电信号。驻极体传声器压所转换的电信号较微弱只有通过由三极管VT1组成的放大器把微弱的信号进行放大后才能去触发单稳态电路。放大后信号中的负脉冲作用在三极管VT2的基极上时可以使单稳态电路翻转。 在电路的稳态过程下单稳态电路中三极管VT2导通,三极管VT3截止。三极管VT3的集电极为高电平接在它上面的三极管VT4是PNP型三极管所以三极管VT4没