声光控延时开关设计
声光控延时开关设计
--声光控延时开关目录第一章声光控延时开关的实现 (2)1.1系统概述 (2)1.2各部分工作原理 (3)1.2.1电源电路 (3)1.2.2声光控部分 (4)1.2.3延时关断部分 (8)1.3 电路仿真 (8)1.3.1电源电路仿真 (9)1.3.2 声光控部分电路仿真 (11)1.3.3 延迟关断部分仿真 (13)第二章心得体会及建议 (15)第三章附录 (16)第四章参考文献 (17)- .第一章 声光控延时开关的实现1.1系统概述系统分为电源电路，控制部分和延迟开关部分，示意图如图1所示：图1.1 电源电路组成框图--图1.2 声光控延时开关组成框图1.2各部分工作原理1.2.1电源电路由D1~D6、R1、C1构成，如图2标注，D1~D4为整流电路，R1为限流电阻、电容C1滤去交流分量并储存一定的电能，为延时提供电压，稳压管D6起稳压作用。
- .图2 电源电路1.2.2声光控部分电路通过光信号和声音信号控制，分别使电路中的三极管处于截止放大或者饱和状态，从而控制部分特殊点的电位达到声光控的目的。
如图3所示为静态工作点示意图，三极管处于放大状态时，Ube处于0.4V~0.7V之间。
--图1 三极管静态工作点示意图模拟声光，光控由光敏电阻模拟，声控由压电陶瓷片模拟，电路中光敏电阻用RG1和RG2串联代替，压电陶瓷片由函数信号发生器代替。
如图4所示- .图4 声光控模拟白天在光线的作用下光敏电阻很小，此时即RG2被短路只剩下较小的电阻RG1，如图5所示。
此时Q2基极电位变低而处于截止状态，即使函数信号发生器发出信号（模拟有声音信号情况）也不能通过Q2向后放大。
同时PNP型管Q3也截止，电容C4错误!未找到引用源。
两端电压很小，可控硅SCR处于截止状态，灯不亮。
--图2 有光照时模拟晚上，RG1和RG2串联保持高电阻，其上端电位升高，Q2进入放大区，可以接收并放大声音信号（信号发生器发出信号模拟）。
3-1 声光控延时开关电路原理图的绘制
AXIAL0.4 RES2
R2
R3 R4 R5
AXIAL0.4 RES2
AXIAL0.4 RES2 AXIAL0.4 RES2 AXIAL0.4 RES2
R6
R7 R8 C2 C3
AXIAL0.4 RES2
AXIAL0.4 RES2 AXIAL0.4 RES2 RB.1/.2 RB.1/.2 ELECTRO1 ELECTRO1
定西理工中专电子技术教研组
Protel 99SE电路设计与制版课件
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执行上述操作后，就会出现如图6-3所示的网络表文件生成对话框。在 该对话框中可以设置网络表文件的输出格式、网络识别范围、网络信 息来源等内容，设置完成后单击OK按钮进行确认。
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5.放置印制电路板布线符号
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6. 生成网络表文件
网络表文件大致包括元件声明和网络定义两大部分内容，前者以 字符“[”和“]”作为一个元件声明的起始和结尾标志；后者则以 “(”和“)”作为一个网络定义的起始和结尾标志。元件声明在网络 表文件的前半部分，网络定义在网络表文件的后半部分。
D4 220V/60W
B
1N4007 1N4007
B CM-18
22u
GND
T itle
声控时关 光延开
Nu mb er Re visio n A
A
Size A4 Da te: File: 1 2 3
3 1-M ar-2 01 0 G:\ 声 控 时 关 d db 光 延 开 .
简易声光控延时照明灯电路
声光控延时制路灯课程设计学院：专业：班级：姓名：同组者：指导教师：设计时间：一、实验名称：声光控延时制路灯二、内容摘要：设计一个声光控制延时电路，延时部分采用555的单稳态性质，这样便于控制延时时间，使其光线很暗并且有声音触发时灯才亮。
三、设计指标：设计一个声光控制开关，用声音和光照同时控制，当光线很暗的时候有声音触发就打开开关（控制一个6v/100mA小灯泡负载），开关延迟时间在5-15秒之间可以调整。
当光线较强的时候声控不起作用。
四、系统框图与方案选择系统框图：方案一：电路图如下电路原理说明：CON2接6V 直流电压VCC ，555定时器接成单稳态触发器。
当MK 受到声音信号触发时会产生一个较微弱的电信号，电信号通过三极管VT1反向放大到达555定时器的2脚；由于没声音信号触发时2脚电压约高于VCC/3，处于高电平，此时由于声音信号的作用使555定时器2脚电压变成低电平，使555定时器翻转；同时当光敏电阻处于黑暗时，光敏电阻阻值增大，555定时器4脚电压升高变成高电平。
当上述2个条件同时满足时，555定时器3脚输出端的小灯泡（LED ）被点亮。
设计好555定时器6、7脚接的滑动变阻器VR3和电容C5的参数就可以调节小灯泡（LED ）亮的时间的长短。
方案二：VCC电路原理说明：CON2接6V 直流电压VCC ，555定时器接成单稳态触发器。
当MK 受到声音信号触发时会产生一个较微弱的电信号，电信号通过三极管U1反向放大到达三极管U1的E 脚。
当光敏电阻处于白天时，由于电阻很小，相当于U2的4脚接地，U2不能工作，当光敏电阻处于黑夜时；光敏电阻阻值增大，4脚高电平，U1放大，即声音信号被反向放大后到达555定时器的2脚使555定时器工作，3脚的小灯泡（LED ）被点亮。
设计好555定时器6、7脚接的电阻R5和电容C5的参数就可以调节小灯泡（LED ）亮的时间的长短。
方案一与方案二比较：两个方案都可以达到设计的目的，由于在方案二中，可可以通过滑动变阻器R10调节分压，使2角的电压刚好达到1/3Vcc ，故采用方案二。
声光控延时开关的设计
任务书Ⅰ设计题目中文：声光控延时开关的设计英文：The design of acoustic light-activated delay switchⅡ设计功能要求1、通过变压器降压，整流、滤波、稳压提供一个稳定的12V 和5V的直流电压；2、通过光敏电阻和声控开关的信号收集系统达到光控与声控的功能；3、将收集的信号通过芯片（TC4081BP）控制由三极管和继电器等元器件组成的被控制电路；4、通过RC电路的充放电起到延时功能：延时时间约为25s；5、电路的相关灵敏度可通过调节电位器RP来实现。
Ⅲ设计任务内容1、学习与研究相关的《模拟电子技术》与《数字电子技术》理论知识，并查阅资料，拿出可行的设计方案；2、根据设计方案进行电路设计，完成电路参数计算、元器件选型、绘制电路原理图；3、进行电路软件仿真（如：Multisim 2001、Protel等），或制作实物进行调试试验，获得实验数据，验证设计有效性；4、撰写课程设计报告。
签名：徐**声光控延时开关的设计声光控延时开关的设计摘要声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、教学楼等公共场所，它具有体积小，外形美观，制作容易，工作可靠等优点，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。
此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。
它是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。
本次设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。
本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。
它不需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。
当灯被打开后，延时电路延时约25s后将灯自动关闭。
该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。
即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。
在此电路的设计中，要注意三点，第一是要合理设计三极管的静态工作点，使之处于饱和或截止两状态；第二要调节好电位器，从而使声控开关和光敏电阻具有良好的灵敏度；第三要合理设定延时RC，实际和理论延时时间总会有差距的。
声光控延时开关课程设计报告
青岛农业大学理学与信息科学学院传感器原理及应用课程设计报告设计题目声光控延时开关课程设计学生专业班级电子信息工程学生姓名（学号）梁化豪（20112755）指导教师车晓岩完成时间 2014/9/22 实习（设计）地点理信学院硬件实验室2014 年 9 月 23 日一、课程设计目的和任务课程目的：1．根据课程要求设计一个声光控延时节能开关，在光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮；只有在黑暗的情况下，发出声音时，灯会自动点亮，并有一定的延时功能，以达到实用节能的目的。
2．要求电路能够通过光亮强度的感应以及声音强度的大小控制照明灯的亮灭。
课程任务：1．根据要求选择设计方案，写出详细的设计过程。
2．学习掌握焊接技术以及电路元件的装配。
熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。
二、分析与设计1.设计任务分析：主要电路由整流稳压电路构成，可控硅开关选用PCR406，话筒放大电路，光敏控制电路，音频放大电路，检波电路，延时电路构成。
声光控延时开关利用声音和光来控制开关的开启，若干分钟后延时开关“自动关闭"。
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。
通过话筒将将声音信号转化为电信号控制电路开关。
2.实验原理及原理图：色环电阻的识别：颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色有效0 1 2 3 4 5 6 7 8 9数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -1 -210的次方允许误差±1 ±2±0.5±0.2±0.1±5 ±10 ±20 可控开关PCR406：起开关作用，A、K两极并联在整流电路的输出端，作为负载，G极受控制电路的控制，当G得到一个高电压时可控硅导通，灯亮；高电压消失可控硅断开，灯灭。
整流稳压电路：由桥式整流电路，9.1v二极管稳压电路和滤波电容c1构成。
R1为分压电阻，VS稳压二极管输出9.1V稳定直流电压，为后级电路提供工作电源。
声光控制照明灯开关课程设计)
（4）7脚DISC：为放电端，其内部三极管的导通或关断，能为外部ＲＣ回路提充放电通路。
（5）４脚ＲD:为复位端，若RD=0，OUT输出低电平。
（6）3脚Vo：为输出端。
（7）8脚Vcc:电源。
（8）1脚GND：地。
成绩评定：
传感器技术
课程设计
题 目声光控制照明灯开关
摘要
声光控制照明灯开关，能自动控制白天开关，夜晚亮灯，人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等特点。这里介绍声、光控制节能灯开关。综合了声、光和延时控制、工作稳定、节电并可延长灯泡寿命。在白天或光线较强的场合，光敏电阻小，即使有较大的振动声响也能控制灯泡不亮；晚上或光线较暗时，光敏电阻随环境的光线减弱而增大，遇到声响、振动后灯自动点亮，经过约一分钟（时间可设定）自动可用于楼梯、厕所等公共场所照明灯的自动管理。选择驻极体传声器、光敏电阻和四二输入与非门CD4011作为基本元件。光敏电阻和声控传感器两种传感器形成了声控、光控和延时三种控制的电路板。实现了电子开关的三种控制。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适用于各种楼房走廊的照明设备。
图3-1. 声光控照明灯电路图
电路图主ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ由两大块组成：光控制和声控制.
1.NE555的内部框图，工作原理：
图3-2.NE555内部框原理图
引脚功能：
（1）6脚TH：高电平触发端，当TH电平大于2/3VCC，输出端OUT呈低电平，DIS端通。
（2）2脚TR：低电平触发端，当TR电平小于1/3VCC，输出端OUT呈高电平，DIS关断。
声光控延时开关实验报告
一、实验目的1. 理解声光控延时开关的工作原理。
2. 掌握声光控延时开关电路的设计与搭建。
3. 通过实验验证声光控延时开关的功能和性能。
二、实验原理声光控延时开关是一种利用声音和光线变化来控制电路实现特定功能的电子学控制方法。
其基本原理如下：1. 声控部分：通过驻极体话筒采集声音信号，将其转换为电信号，经过放大处理后，输出控制信号。
2. 光控部分：利用光敏电阻检测环境光线强度，当光线强度低于设定阈值时，输出低电平信号；当光线强度高于设定阈值时，输出高电平信号。
3. 延时电路：当声控和光控信号同时满足条件时，延时电路开始计时，经过设定时间后，输出高电平信号控制继电器或电子开关动作，实现开关控制。
三、实验器材1. 驻极体话筒2. 光敏电阻3. 555定时器4. 继电器5. LED灯6. 电阻7. 电容8. 面包板9. 电源四、实验步骤1. 搭建电路：按照电路图连接驻极体话筒、光敏电阻、555定时器、继电器、LED 灯等元器件，并确保连接正确。
2. 调试电路：将电路接入电源，调整光敏电阻的阻值，使电路在光线较强时处于关闭状态，在光线较弱时处于开启状态。
3. 测试电路：在光线较暗的环境下，通过拍手或说话等方式触发声控信号，观察LED灯是否点亮。
同时，在LED灯点亮后，观察延时时间是否满足要求。
4. 调整延时时间：通过调整555定时器的外接电阻和电容，改变延时时间。
五、实验结果与分析1. 实验结果：经过搭建和调试，成功实现了声光控延时开关的功能。
在光线较暗的环境下，通过声音触发，LED灯点亮，并在设定时间后自动熄灭。
2. 分析：声光控延时开关电路的设计较为简单，元器件选用合理，性能稳定。
实验过程中，通过调整光敏电阻的阻值和555定时器的外接电阻和电容，实现了对开关控制和延时时间的控制。
六、实验结论1. 声光控延时开关是一种利用声音和光线变化来控制电路实现特定功能的电子学控制方法，具有节能、环保等优点。
2. 声光控延时开关电路的设计和搭建相对简单，元器件选用合理，性能稳定。
声光控楼道延时开关的设计与实验
声光控楼道延时开关的设计与制作指导教师：***年级专业：电子信息科学与技术学号：*************名：***声光控楼道延时开关的设计与制作一实验目的通过声光控楼道延时开关的设计、安装和调试，要求学会：（1）桥式整流电路、三级管放大电路、四与非门电路等参数的选择与应用。
（2）掌握声光控楼道延时开关的测量与调试方法。
二设计任务与要求1设计任务（1）设计一个声光控楼道延时开关，要求白天楼道光线正常时不论有、无人行走而楼道灯不亮，天黑时有人走动楼道灯才亮，无人走动时楼道灯不亮。
（2）实现这一要求需要正确选择合适的声光控元件，并要求声光控开关延时1～4分钟。
2 设计要求（1）完成全电路的理论设计、安装和调试。
（2）撰写设计、调试报告和心得体会。
三声光控楼道延时开关的工作原理1光敏电阻器的介绍光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
图1 光敏电阻的电路及符号光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。
它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。
光敏电阻器的基本特性和主要参数暗电阻、亮电阻光敏电阻在室温和全暗条件下测得的稳定电阻值称为暗电阻，或暗阻。
此时流过的电流称为暗电流。
例如MG41-21型光敏电阻暗阻大于等于0.1M。
光敏电阻在室温和一定光照条件下测得的稳定电阻值称为亮电阻或亮阻。
此时流过的电流称为亮电流。
MG41-21型光敏电阻亮阻小于等于1k。
亮电流与暗电流之差称为光电流。
本实验光敏电阻选用的是625A型，有光照射时电阻为20K以下，无光时电阻值大于100MΩ、2 双输入四与非门CD4011简介双输入四与非门CD4011数字集成电路外形和内部电路如图2和图3所示：他采用双列直插形式封装，共有14个引脚。
cd4011声光控电路图详解(延时开关电路)
cd4011声光控电路图详解（延时开关电路）集成电路CD4011是一个包含4个与非门的CMOS 电路，每个与非门有2个输入端一个输出端。
当两输入端有一个输入为0，输出就为0。
只有当输入均为1时，输出才为1。
当两个输入端都为0时，输出是1。
本文主要介绍CD4011制作的声光控延时开关电路，分别从发工作原理、元器件的选择、安装与制作、调试以及故障检测与检修方面来详细介绍，一起来了解一下。
一、电路的工作原理声光控延时开关的电路原理图见图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分为若干个单元，由此可画出图2所示的方框图。
结合图2来分析图1。
声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经c1耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门（vd1）的2脚，r4、r7是vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。
为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2πr8c3，改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。
vd3和vd4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vd3、vd4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，当放电到一定电平时，经与非门vd3、vd4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将交流220v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等供电。
声光控延时开关课程设计报告
XX农业大学理学与信息科学学院传感器原理及应用课程设计报告设计题目声光控延时开关课程设计学生专业班级电子信息工程学生XX〔学号〕指导教师完成时间实习〔设计〕地点2011年10月22日一、实验目的和任务1．要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应和通过照明灯开关对声强的感应设置两级开关，控制照明灯的亮灭。
2．要求电路能够实现有光线时灭，无光线时有声亮，并且照明灯点亮一段后自动关断。
3．要求电路如果在照明灯点亮期间又有新的声源出现，照明灯应重新开启。
4．根据上述要求选定设计方案，画出系统框图，写出详细的设计过程。
5．学习掌握焊接技术以及电路元件的装配。
熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。
6.针对原理电路，通过计算参数，选择适宜的元器件，搭建电路，并调试通过。
二、分析与设计1.设计任务分析：顾名思义，声光控延时开关就是用声音和光来控制开关的“开启"，假设干分钟后延时开关“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分为假设干个单元，由此可画出图2所示的方框图。
2.实验原理及原理图：声光控延时开关的电路原理图见图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VD1 1～VD4，使电路构造简单，工作可靠性高。
颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色有效数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 910的次方0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -1 -2允许误差±1 ±2±0.5±0.2±0.1±5 ±10 ±20原理图结合图2来分析图1。
声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到VT的基极进展电压放大，放大的信号送到与非门(D1)的2脚，R4、R7是VT偏置电阻，c2是电源滤波电容。
声光控路灯延时开关的设计与制作资料
声光控路灯延时开关的设计与制作声光控开关具有很多实际意义：一是省电，灯泡大部分时间不工作，因此节电效率很高，达80%左右；二是方便，首先，不用接触，全自动智能控制；另外，接线简单、安装方便，是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。
再者，随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关。
目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品。
设计方框图声光控开关在晚上且有声音时使灯泡亮，其它情况下灯泡不亮。
它由电源电路、声光处理电路和控制电路组成。
电路方框图如图2-1所示。
图2-1 设计方框图声光处理电路设计声光处理电路就是对采集到的声音和光进行处理后提供给控制电路。
声音放大电路声音放大电路的核心元器件是三极管，三极管的工作方式有三种分别是共射电路、共集电路、共基电路。
1．共射电路共射电路如图2-2所示，其中三极管V是电路的核心，起放大的作用。
图2-2 共射放大电路直流电源V CC一方面通过R C、R b为三极管提供合适的静态偏置电压，另一方面为电路提供能量，一般为几伏至几十伏。
其中C1、C2为耦合电容，起到传递交流，隔断直流的作用。
C1、C2一般为电解电容器，一般为几微法到几十微法。
Rc是集电极直流负载电阻，保证三极管有合适的静态偏置外，还可将三极管的电流信号转换成电压信号。
R c一般为几百欧到几千欧。
信号有三极管的基极输入、输出。
基极与发射极构成输出回路，而发射极是输出、输入的公共端，共射工作方式具有电压和电流的放大作用，放大关系是U0=βU i，电流同样如此。
声光控制开关电路设计报告论文
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声光控制开关电路设计报告论文设计背景与意义：声光控开关具有很多实际意义：一是省电，灯泡大部分时间不工作，因此节电效率很高，达 80%左右；二是方便，首先，不用接触，全自动智能控制；另外，接线简单、安装方便，是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。
再者，随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关。
目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品。
所以，对于这一课题的研究是必要的。
世界的发展离不开能源，声光控开关能较好的为解决世界能源危机提供一点帮助。
有利于我国实现可持续发展，构建节约社会型，造福于子孙后代，造福于全人类。
内容摘要：一种声光控制开关装置，它包括：声光控制电路、延时电路、可控硅开关电路等。
本实用新型采用分离元件，且电路很简单，因而克服了现有的声光控制开关成本高、体积大等缺点，是一种家庭及公共场所理想的照明开关。
关键字：自动控制信号放大光电开关声控电路光控电路一、设计任务和要求 1.任务用声与光控制路灯，白天光线强，路灯不亮，只有光线暗时，通过声音触发路灯亮，并且灯点亮一定时间后，自动熄灭。
2.主要要求 1）电路稳定性和可靠性要高。
这是控制电路性能的最基本要求，否则自控能力弱，严重时会失去自动控制功能。
2）功耗要小。
控制电路一直接于交流 220 伏电路上，若功耗特别是静态功耗大，则不利于节能，甚至还会大大缩短控制电路的寿命。
3）灵敏度要能调节。
声光控延时开关设计
声光控延时开关一、课题名：声光控延时开关二、摘要：声光控延时灯开关具有声音与光线同时控制功能。
它只在夜晚有脚步声或说话声时才延时工作，非常适合用来控制楼道、走廊、厕所等处的照明电灯，可杜绝长明灯，达到节约电能和延长电灯炮的使用寿命的效果。
该开关性价比高、制作成本低廉、制造简单等优点，产品一致性好，适合厂家批量生产。
三、元器件清单：1, TC4011型二输入端四与非门数字集成电路，也可用CC4011、CH4011、或MC14011型等同类产品来代换。
2, CD4011 100-6(1A,400v)或BT169D,2N6565单向晶闸管3, 9014 或3DG8型硅NPN小功率三极管Ｂ>1004, 1N4148型开关而极管5，4个1N4007型硅整流而极管6，CM-18W型话筒或用CRZ2-113F型代替7，MG44-03型光敏电阻一个8，15k ,3M,510K,220K,330K,18K,22K,33K,电阻各一个9，4.7uF,22uF,470uF的CD11-16V型电解电容各一个四、系统设计1、电路设计：2、系统设计单元：声光控延时开关的电路图如图所示，其中H是被控照明灯。
单向晶闸管VS 和4个晶体二极管组成了开关的主回路。
COMS数字集成电路与外围元件组成了自动控制电路，电阻R7,R8和电容C3组成了降压滤波电路，输出约为10V直流电，供控制电路工作用电。
接通20V的交流电后，控制电路处于守侯状态，门I 的两个输入端的电压至少有一个低于其阀值电平（约0.5V），门Ⅱ和门Ⅳ均输出低电平，单向晶闸管VS因无触发信号而阻断，被控电灯不亮。
当夜晚话筒B接收附近人走路脚步声或说话声时晶体三极管VT输出放大后的音频信号，其正脉冲电压大于0.5V，经门Ⅰ门Ⅱ整形后，使门Ⅱ输出高电平。
该高电平一面通过晶体二极管VD，向电容C2充电，一面通过门Ⅲ整形后控制门Ⅳ输出高电平使晶闸管VS导通，灯自动发光。
声响过后，C2通过电阻Ｒ5缓慢放电，维持门Ⅳ继续输出高电平，使灯延时点亮约6秒。
声光控延时开关电路的设计
目录1.控制电路的常见类型 12.声光控制电路的原理 33.电路的工作原理 44.制作过程 64.1元器件的选择 64.2仿真 64.3安装制作 74.4调试过程 75.元件清单 86.心得体会 9参考文献 111.控制电路的常见类型控制电路的常见类型有声光控制、开关控制、电源控制、红外控制、照明控制、温度控制和可控硅控制以及交通灯控制等等。
不同的电路他们的工作原理不同，作用和功能也就不相同了。
在交通灯控制电路里面又有不同的分类，例如基于CIPH9806芯片的交通灯控制电路，该电路具有工作安全、可靠、外围电路简单、维护方便等多种特点，在我国大中型城市的交通灯控制系统中具有广泛的应用前景。
其原理图如下：图1 基于CIPH9806芯片的交通灯控制电路原理图其中，CIPH9806是一种可用于交通灯控制的集成电路芯片，具有东西和南北两个方向来往车辆的通行时间设置与显示功能，且具有允许执行特殊任务的车辆通行，而禁止普通车辆通行以及恢复正常交通秩序等功能。
芯片引脚功能CIPH9806芯片的引脚排列如图1所示，具体引脚功能说明如下：RX：串行数据输出端，用于输出显示时间；TX：串行时钟输出端。
该端每输出一个脉冲，“RX”端输出一位二进制位数据；RST：复位端，高电平有效；XTAL1，XTAL2：晶体振荡器接入端，接6MHz晶振；DF：双功能输入端，低电平有效。
若当前为正常交通状态，该端有效一次后，进入紧急车辆的通行状态。
在当前状态，若该端再一次有效后，则重新恢复为正常交通状态。
因此，在“DF”端可接入按键，以实现正常交通状态与紧急车辆通行状态的相互切换；INC：时间增量输入端，负脉冲有效。
该端有效一次，可使东西方向车辆通行时间增加5s；DEC：时间减量输入端，正脉冲有效。
该端有效一次，则可使东西方向车辆的通行时间减少5s；NC：无用端，接10kΩ上拉电阻；GND：电源地；VDD：正电源，接5V；COM0,COM1,COM2：是三位共阴极显示器扫描输出线，低电平有效。
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一、引言 (2)二、系统设计 (2)三、原理描述 (2)四、元器件的选择 (3)4.1 驻级话筒 (4)4.1.1驻级话筒的结构 (4)4.1.2驻级话筒的接法 (5)4.1.3驻级话筒的输出方式 (5)4.1.4驻极体话筒的特性参数 (6)4.1.5驻级话筒的极性判别 (6)4.1.6驻级话筒的特性参数 (6)4.2光敏电阻器 (8)4.2.1光敏电阻的检测 (8)4.4 CD4011 (9)4.5 555定时器 (9)4.5.1 555定时器的功能。
(10)555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。
如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为低电平。
104.5.2 555的引脚 (10)4.6发光二极管 (11)4.6.1LED芯片的发展 (11)4.7三极管 (11)五、电路模块 (12)5.1 声光检测模块 (12)5.1.1声音放大电路 (13)5.1.2光控制电路 (13)5.2逻辑门 (13)5.3 555延时环节 (14)5.4 被控制电路 (15)六、PCB板的制作与调试 (15)6.1 pcb的绘制 (15)6.2 pcb板的制作 (15)七课程设计总结 (16)八、参考文献 (16)一、引言作为对过去一段时间学习传感器的成功的检验，开展了这次传感器课程设计。
这次课程设计共有六十个题目可供选择，专业的每一位同学都会有一个题目，并且由自己独立完成，题目最后由抽签决定，我抽到的是声光控延时开关。
声光控延时开关应用非常广泛，也是比较常见的一种开关。
楼梯口和走廊一般都会安置这样的装置，白天灯是不会亮的，只有等到晚上，而且有外界声音的输入才会使开关打开并控制灯亮。
这种装置需要的元器件不多，只要很少的模块就能实现这个功能。
但是，这种装置作用却非常大，而且可以节约用电，起到了对资源合理利用的作用。
二、系统设计该系统流程为声光控开关的设计流程图，具体原理如下：系统受光照信号和声音信号共同控制，只有两者同时满足条件才能使逻辑门输出有用的信号，从而控制555输出高电平并延时一段时间，同时，驱动被控制电路的发光二极管点亮。
三、原理描述图2 声光控开关原理图声光控延时开关实现在白天呈关闭状态，只有在晚上且存在声响情况下（如人的脚步声等）才开启，开启后延时一段时间后又能自动关闭。
这种开关广泛应用于楼梯、走廊、公厕等公共场合作照明灯自动控制开关。
声光控延时开关电路方框组成如图1所示，包括声音检测、亮度检测、判别电路、延时电路和被控制电路等几个主要部分。
其工作原理如下：白天时，光敏电阻阻值很小，约为1k欧，与光敏电阻R7串联的分压电阻是远大于R7的，因此光敏电阻输出的是低电平，即4011的6输入端输入的为低电平。
此时不管有没有声音输入，4011输出的都是高电平，由555构成的单稳态触发器必须要有下降沿的输入才能输出一段脉冲，因此，白天时，不管有没有声音输入，灯都不会亮。
在晚间，光线很暗，光敏电阻R7呈现较高的阻值，使与非门输入端6脚变为高电平。
此时与非门的输出状态将由第5脚的电平控制，这为声音的开通创造了条件。
在没有声音信号时，三极管Q1工作在饱和导通状态，故与非门的第5脚为低电平，555没有下降沿的输入，故会输出低电平，发光二极管仍然处于熄灭状态。
当附近有人说话或者走路等声响时，驻级话筒mic拾取声音信号，经过C1送到Q1的基极，Q1将由饱和状态进入截止状态，此时相当于断路故三极管的集电极输出高电平。
与非门的两个输入端都变为高电平，则其输出由高电平变为低电平，即555单稳态触发器输入端由高电平变为低电平，输出端会输出一个单脉冲，脉冲时间和电阻R4和电容C3的大小有关。
555输出高电平会点亮发光二极管并使之延时一段时间。
四、元器件的选择根据电路图，选择合适的元器件，所选元器件如下表所示：与非门4011 电解电容C3 100uF4.1 驻级话筒驻极体话筒简称ECM，通称MIC（Microphone），是一种常用的能将声音信号转换成电信号的声—电转换器件。
它的突出特点是体积小、重量轻、结构简单、使用方便、寿命长、频响宽、灵敏度高，且价格也比较低廉。
因而被广泛应用于盒式录音机、无线话筒及声控开关等电子电路中。
由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
4.1.1驻级话筒的结构极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组图3驻级话筒结构图成。
声电转换的关键元件是驻极体振动膜。
它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。
然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。
膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。
膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。
这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。
当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。
驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。
因而它的输出阻抗值很高(Xc=1/2~tfc)，约几十兆欧以上。
这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。
所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。
场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。
普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。
这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。
接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。
场效应管的栅极接金属极板。
这样，驻极体话筒的输出线便有两根。
即源极S，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。
4.1.2驻级话筒的接法驻极体话筒与电路的接法有两种：源极输出与漏极输出。
源极输出类似晶体三极管的射极输出。
需用三根引出线。
漏极D接电源正极。
源极S与地之间接一电阻Rs来提供源极电压，信号由源极经电容C输出。
编织线接地起屏蔽作用。
源极输出的输出阻抗小于2k，电路比较稳定，动态范围大。
但输出信号比漏极输出小。
漏极输出类似晶体三极管的共发射极放入。
只需两根引出线。
漏极D与电源正极间接一漏极电阻RD，信号由漏极D经电容C输出。
源极S与编织线一起接地。
漏极输出有电压增益，因而话筒灵敏度比源极输出时要高，但电路动态范围略小。
Rs和RD的大小要根据电源电压大小来决定。
一般可在2．2～5．1k间选用。
例如电源电压为6V时，Rs为4．7k，RD为2。
2k。
输出电路中，若电源为正极接地时，只须将D、S对换一下，仍可成为源、漏极输出。
一声控电路前置放大级中驻极体话筒的源极输出和漏极输出的两种不同的接法，最后要说明一点，不管是源极输出或漏极输出，驻极体话筒必须提供直流电压才能工作，因为它内部装有场效应管4.1.3驻级话筒的输出方式机内型驻极体话筒有四种连接方式，对应的话筒引出端分为两端式和三端式两种，R是场效应管的负载电阻，它的取值直接关系到话筒的直流偏置，对话筒的灵敏度等工作参数有较大的影响。
[1]二端输出方式是将场效应管接成漏极输出电路，类似晶体三极管的共发射极放大电路。
只需两根引出线，漏极D与电源正极之间接一漏极电阻R，信号由漏极输出有一定的电压增益，因而话筒的灵敏度比较高，但动态范围比较小。
市售的驻极体话筒大多是这种方式连接。
（SONY用在MD上的话筒也是这类）三端输出方式是将场效应管接成源极输出方式，类似晶体三极管的射极输出电路，需要用三根引线。
漏极D接电源正极，源极S与地之间接一电阻R来提供源极电压，信号由源极经电容C输出。
源极输出的输出阻抗小于2K，电路比较稳定，动态范围大，但输出信号比漏极输出小。
三端输出式话筒市场上比较少见。
无论何种接法，驻极体话筒必须满足一定的偏置条件才能正常工作。
（实际上就是保证内置场效应管始终处于放大状态）4.1.4驻极体话筒的特性参数工作电压Uds 1.5~12V，常用的有1.5V，3V，4.5V三种工作电流Ids 0.1~1mA之间输出阻抗一般小于2K（欧姆）灵敏度单位：伏/帕，国产的分为4档，红点（灵敏度最高）黄点，蓝点，白点（灵敏度最低）频率响应一般较为平坦指向性全向等效噪声级小于35分贝4.1.5驻级话筒的极性判别关于驻极体电容式话筒的检测方法是：首先检查引脚有无断线情况，然后检测驻极体电容式话筒体话筒体积小，结构简单，电声性能好，价格低廉，应用非常广泛。
驻极体话筒的内部结构如图所示。
由声电转换系统和场效应管两部分组成。
它的电路的接法有两种：源极输出和漏极输出。
源极输出有三根引出线，漏极D接电源正极，源极S经电阻接地，再经一电容作信号输出；漏极输出有两根引出线，漏极D经一电阻接至电源正极，再经一电容作信号输出，源极S直接接地。
所以，在使用驻极体话筒之前首先要对其进行极性的判别。
在场效应管的栅极与源极之间接有一只二极管，因而可利用二极管的正反向电阻特性来判别驻极体话筒的漏极D和源极S。
将万用表拨至R×1kΩ档，黑表笔接任一极，红表笔接另一极。
再对调两表笔，比较两次测量图4 驻级话筒结果，阻值较小时，黑表笔接的是源极，红表笔接的是漏极。
在收录机、电话机等电器中广泛应用的驻极体话筒，其灵敏度直接影响送话和录放效果。
这类话筒灵敏度的高低可用万用表进行简单测试。
4.1.6驻级话筒的特性参数（1）工作电压（UDS）。
这是指驻极体话筒正常工作时，所必须施加在话筒两端的最小直流工作电压。
该参数视型号不同而有所不同，即使是同一种型号也有较大的将模拟式万用表拨至R×100档，两表笔分别接话筒两电极（注意不能错接到话筒的接地极），待万用表显示一定读数后，用嘴对准话筒轻轻吹气（吹气速度慢而均匀），边吹气边观察表针的摆动幅度。
吹气瞬间表针摆动幅度越大，话筒灵敏度就越高，送话、录音效果就越好。
若摆动幅度不大（微动）或根本不摆动，说明此话筒性能差，不宜应用。
对于三根引脚驻极体电容式话筒检测方法同上，只是黑表棒接输出引脚2脚，红表棒接引脚3脚。
驻极体话筒体积小，结构简单，电声性能好，价格低廉，应用非常广泛。
高分子极化膜上生产时就注入了一定的永久电荷(Q)，由于没有放电回路，这个电荷量是不变的，在声波的作用下，极化膜随着声音震动，因此和背极的距离也跟着变化，也就是锁极化膜和背极间的电容是随声波变化。