声光控制灯

模拟电子技术课程设计报告设计课题：声光控制灯

专业班级：电子信息工程1002班

学生姓名：

指导教师：

设计时间：2012-06-18——2012-06-24

题目：声光控制灯

设计者：

指导教师：

摘要: 通过对声光控电子开关的工作原理、电路板设计和制作流程、元器件选择、元器件检测、注意事项等方面的介绍, 探讨了一个电子产品的开发和制作过程. 电子工艺制作经验的探讨, 不仅适用于声光控开关的简单电路, 同样也适用于复杂电路.

关键词: 电子开关; 声光控; 电子工艺制作

引言：在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。同时，为了加强我们对模拟电子技术的理解合巩固，我花了1个星期的时间进行模拟电子技术课程设计，而我设计的课题是声光控制路灯的设计，我设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能路灯。

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，都不会是灯泡发亮。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，过几分钟后又自动熄灭，节能节点。

1 设计任务与要求

（1）结合模拟电路中所学的理论知识，独立设计方案，培养独立分析与解决问题的能力；

（2）学会查阅相关手册和资料，通过查阅手册和资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；

（3）学会使用常用电子元器件（包括中规模芯片、专用芯片。）

（4）掌握电子电路的安装与调试技术，进一步熟悉电子仪器的使用方法；

（5）认真撰写总结报告，培养严谨的作风和科学的态度；

2 方案设计与论证

整个电路由电源电路，放大电路，处理电路（声控电路、光控电路）及延时电

路等部分组成。光敏控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电

压信号。从而实现白天灯泡不亮晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，

声控电路主要将声音信号转变为电信号，从而要实现自动控制，延时电路声音消失

后延长一段光照时间。必要时可加一个手动开关，以增强电路的实用性。

2.1方案一

原理框图如图2.1

图2.1

图2.1

电路图如图2.2

图 2.2

电路简述

本电路为一声光自动控制白炽灯开关。白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动截止，声控部分不起作用。电路主要由555集成电路和声控专用集成电路BH—SK-1组成。白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动截止，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动截止，等待下一次声音信号触发。

2.2方案二

原理框如2.3

图2.3 电路图如图

2.4

图2.4

根据图2.4电路，原理如下：

由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220V50Hz 交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压一路由R 2和R 1、C 1分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压Vcc ；另一路接到晶闸管SCR 的阳极。

当SCR 的控制极（栅极）为高电平且输入的交流信号V i =COS （wt+Φ）处于负半周期时，电流由D 2→地→D 4→灯流过而将灯点亮。当Vi 处于正半周期时，电流由灯→

感光 检音 延时 反相

反相、放大

整形

控制门

电子开关

灯

D3→地→D1而将灯点亮。当SCR的控制极为低电平时，晶闸管截止，此时不会产生驱动灯的电流，此时灯是熄灭的。由此可见，灯的亮灭是由晶闸管的控制极电平决定的。因此，关键的问题是如何控制其栅极电平的高低。

有光时灯灭；无光无声时灯灭；无光有声时灯亮。对光敏电阻R G而言，当有光时，R G<2kΩ，此时CD4011的1脚亦即第一个与非门的一个输入端为低电平（地），所以3脚为高电平、4脚为低电平，10脚为高电平，11脚为低电平（后文设上述由左至右四个与非门的输出分别为A,B,C,D），则此时晶闸管截止，灯泡是暗的。相反，如果无光时，R G>2MΩ，此时CD4011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A

为高电平，B为低电平，C为高电平，D为低电平，此时晶闸管截止，灯泡为暗。当有声音产生时，在麦克两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置成高电平，此时A 为低电平，B为高电平，C为低电平，D为高电平，从而将晶闸管触发导通，灯泡点亮，同时由于B点为高电平，可对电容C3充电，这样，当声音消失之后，由于C3和R8的存在，使C点在低电平直到C3放电结束，在此过程中，灯泡将会一直保持在亮的状态直至此过程结束。

此次采用的是方案2

3 单元电路设计与参数计算

（1）Vcc值的确定

可由R2、R1的分压作用将家用电压经整流后所得电压V o=220ｘ1.414=311V

输入电压的表达式为：Vcc=R1*V o/(R1+ R2) 算得Vcc=5V

（2）延时的确定

图1 延时电路部分

由R8、C3组成延时电路，要求延时为1min，与非门工作高低电平为3.4V,0.3V

延时T计算公式：t= R8 C3ln（V t+/V t-）算得R8=5.1MΩC3=10uf