声光控制开关说明书

电工电子实训课外综合训练

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项目名称：通用楼道灯声光控制开关

班级：电气12-3班

组长：高萌

小组成员：柴宏大陈泓倩崔俊峰杜佳维高萌

指导教师：***

完成日期：2016/1/17

摘要

每当我们晚上走在楼梯道里你会发现灯会突然亮，走过后灯会自动灭如果让楼道的照明灯一直亮着，则难免会浪费电力资源，特别是在当今这个资源紧张的时代，提倡节约型社会是我们国家的宗旨，也是可持续发展的一个良好表现。因此设计一种既不浪费电力又很方便实用的照明灯系统是很有实用价值意义的一件事。这里通过设计此系统电路来说明光敏电阻，双向可控硅，驻极体传声器，CD4011等器件的用法和原理。

在本设计中介绍了声光控路灯控制器白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器的组成、性能，适用范围及工作原理，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。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: 电源，整流，稳压器，可控硅，CD4011，光敏电阻

目录

前言 (1)

1.方案论证 (2)

1.1 方案1 (2)

1.2 方案2 (2)

1.3方案选择 (3)

2.电路的原理分析 (3)

2.1工作原理 (3)

3．芯片及元件选择部分 (4)

3.1 CD4011数字集成芯片 (4)

3.2 驻极体传声 (5)

3.3晶闸管 (6)

3.4 光敏电阻 (8)

4．单元电路 (9)

4.1稳压电源 (9)

4.2主电路 (10)

4.3声控电路 (10)

4.4光控电路 (11)

4.5延时电路 (11)

4.6逻辑电平反转电路 (12)

5．电路制作与调试 (12)

5.1元器件清单 (12)

5.2 安装制作 (13)

5.3调试准备—检查电路 (13)

5.4通电观察 (13)

5.5调试 (14)

6技术经济分析 (14)

7 实物展示 (14)

心得体会 (15)

参考文献 (16)

前言

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。声光控灯已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，在晚上当有人经过时会自动的亮；它广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。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（如击掌声）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重用作用。

该设计主要是通过对声光控灯的电路设计来介绍有关器件的用法和一般电路的设计。声光控制是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在背光的的时候即使这时也是人走过了（有声音时）的时候灯也不会亮，。在有的电路中这种原理也可以通过声音的振动来实现，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。

实现以下功能：

1.白天正常光照下，无论有无声音，该开关不动作，灯不亮；

2.夜晚无声音的时候，灯不亮；有声音触发时，开关动作，灯亮；

3.灯亮一定时间以后，自动熄灭且可自动延时。

1.方案论证

1.1 方案1

主要包含四部分电路，分别为：电源电路、光控电路、声控延时电路、晶闸管开关电路，下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电路设方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出12V直流电压供给控制电路。光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打开。本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制555

定时器的触发输入端2脚，并且将555定时器的脚2 和6脚连接在一起，通过一电容接地，555定时器的输出去控制声控电路中的555定时器的复位端。声控延时电路该电路主要在光线较弱时起作用。这主要是通过光控电路的输出来控制的。在白天，该电路在光控电路的控制作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应；在晚上，光控电路将该电路的功能打开，使得该电路能根据外界声音信号作出相应的响应。经放大处理后的声音信号控制处于单稳工作的555定时器来实现声控及延时功能。晶闸管开关电路该电路受声控电路555定时器输出端的控制。当其输出低电平时，晶闸管截止，由于照明灯与晶闸管串联，所以灯熄灭；当其输出高平时，晶闸管导通，照明灯点亮。

1.2 方案2

电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计。直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V 电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电，供后续电路工作。控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器

件组成。由CD4011的选定的输出端控制晶闸管的关闭，从而控制整个灯的关灭。光敏电阻在白天时，电阻值小， CD40011输出永远为低电平，晶闸管为低电压，不导通，灯不亮。光敏电阻在夜晚时阻值大，光敏电阻与声音信号的有无一起控制CD4011的输出。夜晚当有声音时声音信号经过放大，与光敏电阻控制的

CD40011输出为高电平，晶闸管导通，灯亮。无声音信号时，不亮。延时电路有电容C和电阻R的冲放电里控制。

1.3方案选择

由于方案一电路设计过于复杂，需要两个555计时器，并且需要变压器实现低电压来执行各个电路，所需要的元器件多，不易实现，可行性较差。而案二设计简单，易实现，所用元器件少，可行性好。故选择二号方案。

2.电路的原理分析

2.1工作原理

图2．1 声光控制开关的原理电路图

声光控延时开关的电路原理图见图2.1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VD 1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。

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，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划