声光控制节能开关

课题名称：声光控制节能开关所在院系：材料学院

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姓名：班级：指导老师：设计课题：声光控制节能开关

设计任务与要求1、降压整流部分需要直流电压

输出电压Vo的脉宽t=RCln3

2、集成定时器

3、声电转换器

4，整流器

5，电容

6，电阻，光敏电阻

设计步骤1、查阅相关资料。

2、总体方案设计与工作原理说明。

3、单元电路设计与说明。

4、元器件参数选择。

5、总体电路的绘制及电路原理图相关说明。

参考文献[1] 康华光主编。电子技术基础数字部分（第四版）。

[2]电路（第四版）邱关源主编高等教育出版社1999

[3]电子线路基础教程王成华主编科学出版社2000

[4]模拟电子技术基础童诗白主编高等教育出版社2001

[5] 李义府主编。电工电子实习教程。

目录

引言 (4)

设计方案 (5)

2.1声控照明电路 (6)

2.2光控照明电路 (7)

2.3延时电路 (8)

电路设计与分析计算 (9)

3.1声音传感器 (9)

3.2光控部分 (9)

3.3定时部分 (11)

3.4．降压整流部分 (12)

整机总体电路图及设计说明 (13)

4.1电路总体框架图 (13)

电工电子课程设计总结 (14)

电子元件清单明细表 (15)

主要元件参数 (17)

参考文献 (18)

1.引言

近两年，能源紧张的状况日益凸显，可实际情况却令人担忧。节约能源是我国的一项长期战略方针，是落实科学发展观、实现经济社会可持续发展的要求。建筑业是能源需求增长较快的领域，我国每年新增建筑面积高达18-20亿平方米，是世界上最大的建筑市场。目前，建筑能源消耗已经占全国能源消耗总量的27.5%，目前我国在建筑照明中的电能浪费现象十分严重，照明的耗电量占到一个建筑耗电总量的30%以上，不采用集中空调的建筑中，照明的耗电量所占的比例会更高，所以，建筑照明节能是整个建筑节能中非常重要的一个方面，也是落实科学发展观，实现可持续发展的必然要求。

公共场所照明用电，因大多无专人管理，“长明灯”现象十分严重，耗电量非常大。所以，公共场所的照明节电及照明自动化控制十分重要。本文设计的照明自动控制电路，同时具有声控和光控功能。照明灯在白天(或光照度足够时)不亮，晚上(或光照度不足时)吹口哨或拍手即亮，延时30s后自动熄灭(延时时间可根据不同的使用场所自行设定)，节电又方便。简单易制、成本低、可靠性高，是教学楼照明自动控制的很好的方案。

2.设计方案

2.1声控照明电路

声音是我们最为熟知的。人与人需要用声音去交流，机器运转发出声音，动物会发出声音等等。然而发此宝贵的资源却被我们忽视了很长时间，如今留给我们的就是怎样合理高效的利用这一资源。以前人们在设计电路时只求一个‘用’字，只要能用就万事大吉了，所以我们常见的电路都有很多开关如照明电路要让它工作我们必须机械地去控制它，这对于当今社会各种各样的智能化建筑如智能办公楼，智能化公寓等是非常不实用的；在这种情况下声音就派上了用场，声控作为智能化电路的一部分是一可缺少的；然而要实现声控也不是一件容易的事，因为声音是一模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。要解决这个问题我们可以设计一个类似于‘窃听器’的接收设备专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号转送到下一级电路。但是作为声控电路对声音信号的要求既不能太强也不能太弱，太强声控难以实现；而太弱电路结构复杂也难以实现，所以最好是能接收到如人的讲话声，脚踏地板声。当这类信号转化为电信号时，电信号一般较弱，必须对其进行放大对此可选择功放电路，运放电路，差分电路等，根据电路对信号的要求一般选择运放电路较好，提高信号输出电压。经过这一步实现了声音信号到电信号的转换。有了电信号实现声控就容易了，我们可以让产生的电信号去触发触发器使电路导通。对于这样的电路设计对外加电源的要求必须稳定，不断电，故最好再为其设计一个稳压电路这样才能使电路稳定工作。而对元器件的要求也较高，特别是半导体器件必须保证灵敏度高，各电参数精确稳定，这样电路才能高效地工作。如今对于这样的电路设计我们以不必为其烦恼，因为有了声音传感器，可以直接将声音信号转换为电信号，大简化了电路结构，使声控电路的设计显得更加容易。下面就运用声音传感器设计的声控照明电路加以分析：

2.1．1声控照明电路的主要原理

利用了声学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号转换成电信号从而

推动触发器触发使电路导通工作。

2.1.2作为一个智能化声控照明电路应具有以下功能

①能在声音的控制下实现电路的导通与截止。

②声音的发出应是多方面的如脚步声，物体打击声等。

③响应时间应越短越好。

为此在选择电路元器件时应选择灵敏度较高的声音传感器组成声控照明电路控制电路的前端，同时我们还要为该传感器设置传感条件如声音响度必须在20DB以上才能响应等。中间端采用触发器构成，利用触发器不触不发，一触即发的特点去推动照明电路工作，触发器的选择也应选择灵敏度高，响应时间短的触发器如D触发器，JK触发器等。

2.2光控照明电路

在第三次科技革命的推动下，光能这一伟大的，自然的以及人类生存所必须的宝贵资源在被人类遗忘了若干年后，今天终于得到了广泛的应用。太阳能热水器，太阳能电池，太阳能浴场等都成为人们热议的话题，大到天上的人造卫星，小到街道的路灯太阳能的应用无所不在。而作为智能化电路的设计考虑光能的应用也是理所当然的。在半导体技术的飞速发展下大促进了光能应用的快速进步，在发电，取暖等方面尤为突出，智能化电路设计引进光技术已不是新奇事了，在光控电路的设计中不同于声控电路复杂的结构，随着半导体光敏元器件的快速发展，我们在设计光控电路时面临的问题已由怎样使光信号转化为电信号变为怎样在电路中加大电信号的强度？这一问题如今也以得到了较好的解决，光敏元器件的应用在光照的情况下使其电参数发生变化从而使其对电流的阻碍作用减小或增大，进而使电路导通或截止，电信号强弱的改变光控转化为电控电路功能的实现便容易了。在这样的电路设计中，对电路元器件的要求也极为高尤其是光敏元件是光控电路功能实现的核心，必须保证其各项参数的精确，稳定。故在选择这类元器件时一定要选择高灵敏度工作稳定可靠的元件，当然电路工作的稳定是否？功能能否实现？并不仅仅只和电路元器件有关，外加电源也是不可忽视的，与声控电路一样最好也是给光控电路加上一个稳压电路确保电路能正常工作。现就采用光敏元件设计光控照明电路作如下分析：

2.2.1电路原理