声光控路灯课程设计.doc

武汉理工大学《模拟电子技术基础》课程设计 PAGE 12 1、设计内容 电源部分 电源部分 声音拾取光控电子开关灯 声音拾取 光控 电子开关 灯 延时电路 a．根据本次课设题目在网上寻找相关资料，并找到相关的原理图，适当改变原理图中元件的相关参数。 b.购买原理图中的相关元件进行识别和测试。包括各类电阻、电容、电感、二极管（稳压）、三极管和可控硅的数值、质量、电器性能的准确判断，尤其注意三极管的放大倍数的测量（声音拾取放大过程中的三极管要用放大倍数大的），上网了解可控硅，稳压管和光敏电阻的相关资料； c.根据原理图在万用板上布线，焊接电路，完成调试工作（重点是调试声控和光控，注意延时时间的调节。有可能存在电路不能正常工作的检测）。 d．用protel绘制本次实验用的原理图，设计内容方框图，编写此次的设计实验报告书，相关的心得体会。 2、理论分析 2.1声控原理介绍 声控开关里有一个声音传感器（话筒），具体的说就是有一个小弹片来感应声音并通过一个继电器把声音信号转换成电信号，在声音足够大的时候电信号也足够大，这时候的电信号就传到开关的触头上，来使电路接通或者断开 。声控灯使用的声控开关,一般设计成在一段音频有效,只要音量达到与设计门限频率相符就可控制开关的通断.灯泡可以是多样的,只要电压相符,功率在开关可乘承受能力内就可用，即是满足功率的要求 。 声音信号 声音信号 话筒拾取声音 电信号 进入话筒 声音信号变电信号 图2 声控原理图 2.2光控原理介绍 光控开关原理中的主要器件就是光敏电阻。光敏电阻在有光照时候电阻值很小，当无光时候电阻变的很大，电路中主要是利用其阻值随光照的不同而改变进而来改变电路的某些元件的电压或电流来实现电路的光控。 光敏电阻的工作原理是基于内光电效应，在半导体光敏材料两端装上电极引线。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子—空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子—空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大。入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。下面是一个简单的光控电路示意图，我们可以从中了解到光控原理的简单应用。 图2.2 光控电路 工作原理：该装置应用电路工作原理如下图。在白天，由于光照较强，光敏电阻R1的内阻很小，此时有较大电流通过R1而使三极管Q1饱和导通，Q1饱和后，控制器DM的④端电压远低于1.6V，故DM内部截止，照明灯H不能点亮。当夜晚来临，光线变暗，照射在R1上的光通量减弱，R1的内阻变得越来越大，控制器DM内部电路亦逐渐开通，从而有电流通过照明灯H而使其发光。 2.3延时原理介绍 一个电容与电阻串联，直接与一电源连接，则电容会被充电。这时电源电动势应为电容两极板电压与电阻电位降之和。当把电源断开，直接将电容与电阻形成一闭合电路，电容会通过电阻放电，如此反复充放电的过程，既是延时过程。当改变该电阻阻值的大小，可以改变延时时间的大小。 图2.2 延时电路 一般的电路里面比较简单的延时控制都是用RC的串联延时电路，当延时要求比较高的时候就要用到单片机等来实现延时。 2.4电子开关介绍 MCR100-6 400V单向可控硅,触发电路很小,几十微安。可控硅相当于可以控制的二极管，当控制极加一定的电压时，阴极和阳极就导通了。 可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种，都是三个电极。单向可控硅有阴极（K）、阳极（A）、控制极（G）。双向可控硅等效于两只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连，其引出端称T2极，其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连，其引出端称T2极，剩下则为控制极（G）。 2.5电路原理图 图2.4电路原理图 2.6电路原理介绍 声光控开关必须同时具备两个条件，声光才起作用。从声光控开关的结构上分析，电路板装有光敏电阻和柱极体话简。而光敏电阻的敏感效应，只有在黑暗时才起到作用。也就是说当天色变暗到一定程度，光敏电阻感应后会在电子线路板上产生一个脉冲电流，使光敏电阻的光控电路处在关闭状态，这时在只要外界有响声出现，柱极体活简就会同样产生脉冲电流，这时声光控制开关电路就连通起作用。因为必须要二个条件同时存在，声光控开关才起作用，故叫与门电路。在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态。当有人经过该开关附近时，脚步声等把节电开关启动，灯亮，延时30秒后节电开关自动关闭、灯灭电路原理图见上图，其中可分为声控电路部分，光控电路部分，延时电路部分和整流电