声控灯课程设计

目录

第一章摘要 (2)

第二章设计内容及要求 (2)

2.1设计目的 (2)

2.2设计任务及要求 (2)

第三章声控灯的工作与设计原理 (2)

3.1原理图 (3)

3.2工作原理 (4)

第四章原件识别 (6)

4.1电阻 (6)

4.2二极管 (7)

4.3三极管 (8)

4.4电容 (9)

第五章组装与调试 (9)

5.1组装 (9)

5.2调试 (9)

第六章电路特点及改进 (10)

第七章电路使用的元器件 (11)

第八章参考文献 (12)

第九章结论 (13)

声控灯设计

摘要

现如今社会科技发展迅速，人们越来越追求生活的方便性与舒适性，公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患

我们常见的电路都是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不可缺少的；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设计一个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。

自从电子计数器的出现之后各式各样，功能万千的定时/计数器层出不穷。正是由于电子计数器的出现使得声控电路能更好的实现智能化。在白天由光控部件控制电路，无论外界有无声音发出电路都不会工作，而到了夜晚光控部件就不在起作用由声控部件控制电路，只要在一定范围内有声音发出且达到一定响度电路就会导通工作，又由延时部件控制其工作时间；由该事例可知声、光、延时三部分是相互联系的没有光控电路智能化实现不完善，没有声控电路也谈不上延时，而没有延时电路也谈不上智能。该电路的设计较完备，在电能节约方面处理的较好，但该电路也存在一定的缺陷如要使灯常亮则该电路无法实现；要对电路进行维护在白天需要灯亮则该电路也无法实现；为此要对该电路进行升级，所谓升级就是对电路的功能进行进一步完善。我们可以为其添加一些硬件使在不影响电路正常智能化实现的前提下，电路能受人为所控制以至更好的为人们服务。

关键字：声控二极管三极管

2设计内容及要求

2.1设计目的

提高电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;学习使用软件画原理图与PCB版图的制作；学习三极管电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行的电路调试与检测。

2.2设计任务及要求

根据已知条件，完成通过基于三极管的设计，组装，调试。

须符合下列要求：

1.采用三极管设计完成一个简易声控灯的设计；

2.通过声音震动使灯发光，并延迟熄灭；

3.通过学习使用protel软件，绘制电路的原理图和PCB图，要求图纸绘制清楚，布线合理，符合绘图规范；

4.完成课程设计报告(应该包含原理图，清单、调试及设计总结)

3声控灯的工作与设计原理

3.1原理图

PCB图

3.2工作原理

3.2.1放大电路的原理

如下图所示，在本次设计电路中使用了主机体话筒，它的外形如下图所示，主机体话筒所转换的电信号很微弱，只有通过由三极管Q1组成的放大器吧微弱的信号进行放大后，才能去触发单稳态电路。所以要设计一个简单的放大电路，将微弱的信号放大，才能触发后面的电路。

图2-1

3.2.2单稳态电路的原理

图中三极管Q2、Q3及其电阻、电容组成了单稳态电路。当由信号放大电路输出信号时，三极管Q2的集电极由低电位变为高电位，此时由电阻R7为三极管Q3提供电流，Q3从基极得到电流，Q3开始导通，集电极电压开始下降，则此时从电源处有电流流经发光二极管，发光二极管开始发光。

图2-2

单稳态电路只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时，选择合理的电阻是三极管Q2稳定在饱和状态。此时集电极电压很低。这样使三极Q3处于截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。

3.2.3延时电路

当发光二级管发光时，发光只能持续很短的时间，电容有储存电能的作用，电容c3不断发电使得二极管发光得以持续。

图2-3

当外界无信号时三极管Q1的集电极工作电压为4.3V，当外界有信号时，三极管Q1的电压变为1V左右。

4原件识别

4.1电阻

在物理学中，用电阻（Resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻是所有电子电路中使用最多的元件。

电阻的判别方法：

色环法：所谓色环法既是用不同颜色的色标来表示电阻参数。色环电阻有4个色环的，也有5个色环的，各个色环所代表的意义如下。

读取色环电阻的参数，首先要判断读数的方向。一般来说，表示公差的色环离开其他几个色环较远并且较宽一些。判断好方向后，就可以从左向右读数。例如，某4色环电阻的颜色从左到右依次是红（2），紫（7），黄（x10000），银（正负10%），则此电阻的阻值为27Ωx10000=270000Ω，也就是270KΩ，公差为正负10%。再如，某5色环电阻的颜色从左到右依次是红（2），绿（5），蓝（6），红（x100），棕（正负