楼道声光控制感应灯设计【毕业论文】.doc

1、 本科毕业设计 （ 20 届） 楼道声光控制感应灯设计 所在学院 专业班级 电子信息工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 - 1 - 摘 要 该设计主要介绍的是关于声光控的电路设计。声光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在背光的的时候灯就会慢慢的熄灭，即这时也是人 走过了的时候。在有的电路中这种原理也可以通过声音的振动来实现，当人走过是只需用手轻排一下灯就会自动的亮，人离开后又熄灭。这样就给路人提供了相应的方便，同时，也达到了节电和节能的目的；延长灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。 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

2、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。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会使灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就 会自动亮，为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电。 关键词： LED 灯； LM317 稳压器； CD4011；声光控制电路 - 2 - Abstract This design is mainly introduced in the circuit design steerable about sound. Acoustic light-activated is realized by ph

3、otoconductive resistance, when the backlight photoconductive resistance when light will slowly extinguished, namely then also is a person walked. In some circuit this principle could be realized by the vibration of the voice, when people walk is to simply with handle gently row about lamp will autom

4、atically light, people left and put out. Thus to passers-by with a corresponding convenience, at the same time, also achieved power saving and energy-saving purpose; Prolong lamp life. In actual life saving energy saving, can realize more automation. In this design is introduced in the variety of ac

5、oustic light-activated street lamp controller, the scope of the composition, properties and its working principle, the circuit principle diagram and given device parameters selection, power saving effect is apparent, also greatly reduced maintenance, In this design is introduced in the variety of ac

6、oustic light-activated street lamp controller, the scope of the composition, properties and its working principle, the circuit principle diagram and given device parameters selection, power saving effect is apparent, also greatly reduced maintenance, saving money, use effect is good. Daytime light j

7、ob, whether out passers-by voice, is not what bulb shine. Night light and dark, circuit pick-up as long as detect have broken hair ring, will automatically bright lighting, for pedestrians for several seconds later automatic extinguished, and effective energy saving. Key words: LED lights; LM317 reg

8、ulator ; CD4011;Acousto-optic control circuit - 3 - 目 录 1 引言 .1 2 设计方案比较与选择 .2 2.1 方案比较 .2 2.2 方案选择 .4 3 电路设计与实现 .5 3.1 总体方案 .5 3.1.1 电路原理框图 .5 3.1.2 电路原理图 .5 3.2 方案论证 .6 3.2.1 整流电路 .6 3.2.2 恒流源电路 .7 3.2.3 光控电路 .7 3.2.4 声控电路 .8 3.2.5 延时电路 .9 3.2.6 显示电路 .10 3.3 主要元器件介绍 .10 3.3.1 LED 灯 . 错误 !未定义书签。 3.

9、3.2 光敏电阻 .10 3.3.3 驻极体话筒 .12 3.3.4 LM317 稳压器 .14 3.3.5 CD4011 芯片的结构与原理 .15 3.4 电路所需元器件清单 .16 4 调试与结果 .17 4.1 元器件的调试检测 .17 4.1.1 可控硅的检测 .17 4.1.2 麦克风的选择及检测 .17 4.1.3 二极管的选择及检测 .17 4.1.4 电容的检测 .17 4.1.5 二极管测试 .18 4.1.6 三极管测试 .18 4.2 结果与结论 .21 5 总结 .22 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 .23 附录 1 实验原理图 .24 附录 2 毕业设计作

10、品说明书 .25 - 1 - 1 引言 随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实 际生活。声光控电路已成为人们日常生活中必不可少的必需品。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关，它将声音和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制电路的工作，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声响时，楼道灯会自行亮起，提供照明，当人们经过楼道之后，楼道灯会延时几十秒后自动熄灭。在光线充足的情况下，即使发出再大的声音，楼道灯也是不会点亮的，这样就可以达到一个节电，节能的目的。声光控延时开关不仅适

11、用于住宅区的楼道，还适用于工厂、办公楼、教学楼等其它公共场所，它具有体积小、外形美 观、制作容易、工作可靠等优点，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。 通过这次的课题研究我希望在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理，将平时所学习的知识运用到实验探索上，这对提高动手能力，创新意识，及锻炼思维活动无疑是一个莫大的帮助。同时我也希望这次的研究能让我进一步地了解照明灯，而不是仅局限与课本知识以内。 - 2 - 2 设计方案比较与选择 2.1 方案比较 方案一：电路图如图 2-1所示： 图 2-1 方案一原理图 当有声音信号时，驻极体话筒 MIC 将声音 信号接收后经 VT1 放大，再经

12、整流电路转变为电压信号。当有光照照在光敏电阻 RGM 上时，其阻值变小，对直流控制电压衰减很大，导致 VT2、 VT3 和 R7、 VD3 组成的电子开关截止。而C4 中无电荷，使单向可控硅 MCR 处于截止状态，灯泡不亮。 结论 1：有声音有光时，灯泡不亮。 同理，当有声音信号传入而又无光照射在光敏电阻 RGM 时， RGM 阻值很大，对直流控制电压衰减很小。 VT2、 VT3 和 R7、 VD3 组成的电子开关导通，使 C4 充电。由于充满电时间很迅速， C4 充满电荷后通过 R8 把直流触发电压加到 MCR 控制端， MCR 导通， 灯泡点亮。当 C4 中电荷放至零时， MCR 回复截止

13、状态，灯熄灭。 结论 2：有声音无光时，灯泡亮。 当灯泡点亮过程中有新的声源出现时， C4 会重新充电后重新放电，即重新计算点亮时间。如果需要改变灯亮时长，只需更改 C4 或者 R8 的参数即可。 - 3 - 方案二：电路图如图 2-2所示： 图 2-2 方案二原理图 声光控延时开关的电路原理图如图 2-2 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。 当声音信号由驻极体话筒 BM 采集并转换换成负极性电信号，经 C1 耦合到VT 的基极对电信号进行放大，在 VT 的集电极输出的正极性电信号送到 CD40

14、11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。 为了使声光控开关电路在白天断开工作，即灯不亮，由光敏电阻 RG等元件组成的光控电路， R5 和 RG组成串联分压电路，夜晚无光线照射时，光敏电阻的阻值增大， RG两端的电压高，即为高电平期间 t=2R8C3，改变 R8 或 C3 的值，可改变延时电路的延时时间，可满足不同延时时间的需要。 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，

15、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 将 220V 交流进行桥式整流，变成脉动直流电，又经 R1 降压， C2 滤波后即为电路的直流电源，为 BM、 VT、 IC 芯片等供电。 - 4 - 2.2 方案选择 通过比较方案一和方案二的电路实现原理，两方案基本相同，但方案二具有较高的灵敏性，且所用的元件少易于制作，我觉得方案二比较适合。 在选 择方案二的同时，我在该方案上作了改进，使电路更加稳定，更易于实现本设计的设计要求，电路图如 2 3 所示： L E D 1 L E D 2 L

16、 E D 92R8R1R2R6R7R9R5R3 R4KC3 C4V D 1V D 4V D 2V D 3V D 5MKVTC1C2V i n2ADJ1+ V ou t3U1L M 31 71 2 3 4 5 6 7891011121314C D 40 11U 2ARG22 0 V总电路原理图 图 2 3 方案实现电路图原理图 该方案与方案二相比在整流电路之后加了电容 C1， LM317 稳压器，把方案二中的白 炽灯泡换成了 LED 灯。 - 5 - 3 电路设计与实现 3.1 总体方案 3.1.1 电路原理框图如图 3 1 所示： 图 3 1 设计电路原理框图 3.1.2 电路原理图 本设计电

17、路由受控 LED 电路（如图 3 2 所示）和声光控制延时电路（如 图3 3 所示）两部分组成： L E D 1 L E D 2 L E D 92R1KV D 1V D 4V D 2V D 3C1CV i n2ADJ1+ V ou t3U1L M 31 7BA22 0 V受控 LED 电路图 3 2 设计电路受控 LED 电路原理图 稳压， 滤波 整流，降压 声控电路 光控电路 延时电路 受控 LED 电路 控制开关 - 6 - R8R2R6R7R9R5R3 R4C3 C4V D 5MKVTC21 2 3 4 5 6 7891011121314C D 4011U 2AABCRG声光控制延时电路 图 3 3 设计电路声光控制延时电路图 3.2 方案论证 3.2.1 整流电路 整流电路把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。本次所用为单向桥式整流电路，是由电源变压器 T，4 只整流二极管 VD1 VD4 等组成。此部分电路图如图 3 4 所示： V D 1V D 4V D 2V D 3BA22 0 V整流电路 图 3 4 整流部分电路图 工作原理：利用 4 个二极管接成电桥使在 UIN 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。