脚步声控制照明灯的设计王剑打印

目录
一、设计目的 (1)
二、设计任务及要求 (1)
三、总电路框图及原理图 (2)
四、各单元电路的设计及原理说明 (4)
五、安装调试结果分析 (6)
六、设计体会 (7)
七、电子元器件清单 (7)
八、参考文献 (7)
九、指导教师成绩评定表 (8)
脚步声控制照明灯的设计
一、设计目的
科技的进步使电灯的样式、种类以及对灯的控制方式千变万化，随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以我们要建立起节约能源的意识，电能的节约首当其冲，而电灯的使用最为普遍，所以设计一种自动控制灯开关的电路是非常必要的，声控灯开关就是其中一种。

声控电路已成为人们日常中不可缺少的必须品，它不需要开关，当有人经过时会自动亮；广泛使用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们生活带来极大的方便。

因此，得到了广泛的使用。

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。

因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必要。

使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。

声控灯在光线充足时，任你发出多大的声音都不亮；但在黑夜，轻轻一声它就发出了亮光，这是由于声控灯含光控电路，以防止其在光线足够的时候不工作，所以声控灯控制盒是声、光同时控制，在光亮度能达到的情况下，灯不会亮。

声控走廊灯白天呈关闭状态，夜晚听到声响时自动发光，具有节能的优点，因此我们选择了这个课题。

二、设计任务及要求
任务：设计一种通过辨别声音和光线强弱来提供照明的路灯照明系统。

要求：1、白天光线较强，照明灯不会点亮；
2、晚上又脚步声照明灯被点亮，脚步声消失后，灯亮延迟十秒；再自动熄灭；
3、元件；功率集成电路家分立元件。

三、方案论证及电路原理图
1.方案论证
由设计的主要内容和要求可以看出该电路可以有以下几个方案：
（1）利用门电路来完成声光控制的调节，电路图如下：
（2）采用二极管VD4～VD7组成桥接式整流电路。

电阻R10、电容C4组成降压、滤波电路。

单行晶闸管VS式照明灯HI的无触点开关。

VS道童HI点亮：VS关断，HI熄灭。

（2）电路原理图
四、各单元电路的设计及原理说明
1.声音放大电路
当MIC获取到声音信号后，其会转换成电信号，考虑到后面步骤，此信号需用控制电子开关，所以必须加大放大器放大该信号。

为了获取较高的灵敏度，VT1的β值选用大雨100.话筒MIC选用灵敏度高的，R3不宜过小，否者电路容易产生间接歇震荡。

其电路如下所示：
获取到声音信号后，其会转换成信号，由声信号转换成的电信号控制电子开关，所以必须加三极管放大器放大该信号。

为了获得高的灵敏度Q1的声信号选用灵敏度高的。

R3不宜过小，否者电路容易产生间歇震荡。

三极管VT1的参数：三极管的放大倍数Au=βRc/（Rb+Rbc）；r=164；Rbc=Rbb+[（1+r）*Ut]/Ice，Ut=26mV；直流放大倍数β>100；Vcbo=45；Ic（max）=0.3
经测得三极管的静态工作点：Ubeq=2.6V、Uceq=3.91V、Ibq=1.35mA、Icq=330mA、β=244.4（符合要求）
2.整流电路
C2、VD1和VD2、C3构成倍压整流电路。

把声音信号变成直流控制电压，此部分电压如下：
3.光敏电路
核心元件为光敏电阻，其通过对光线变化程度自动改变阻值从而改变电压信
号的大小，白天有光照，光敏电阻小，夜晚阻值大。

4.电子开关
当电压信号达到一定值时，电子开关打开。

当电压信号小于此值时，电子开关关闭。

其起到的主要作用是控制延时电路中的电容充放电。

5.延时电路和交流开关
由于需要的灯泡持续时间并不长，大概几十秒左右，所以用一个电容控制开关的状态即可。

当天夜无光时，电子开关打开时，C4连通，即开始充电。

当电子开关关闭后，C4开始放电。

C5为抗干扰电容，用于消除灯泡光抖懂现象。

R8、C5和单向可控制硅MCR、VD5---VD8组成延时和交流开关。

C4通过R8把直流触发电压到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。

可控硅作为开关元件的优点是属于无触点开关元件使用寿命长。

灯泡发光的时间由C4、R8的参数决定。

品闸管参数如下：
V DRM =V
RRM
=2600V是最高电压不能超过2600V
I
T
=500A最大电流不能超过500A
I
GT
<=200mA触发后最小维持电流小于220mA
V
GT
<=2.2V控制触发电压小于2.2V
6.电源电路
220V交流电通过灯丝，经过VD5-VD8整流后，和R9、R10、VD4降压。

C6为滤波电容，VW为稳压值12-15的稳压二极管，保证C6上的电压不超过15V直流电压。

此部分电路作用提供稳定的工作电压。

电路图如下;
五、安装调试、结果分析
在通电调试之前，必须认真检查电路连线是否正确，对照明电路图按照一定顺序逐级检测，特别要注意电源是否接错，电源和地是否短接，二极管是否接反，轻轻拨一拨元器件，观察焊点是否牢固。

安装保险管后才能给电路通电，电源接通后首先保证安全，观察电路中是否劈冒烟、起火等现象。

如果有，应立即断电，故障排除后继续通电，并注意观察各器件引脚是否正常。

打开电源，给系统加上激励信号源（如系统的啪手声、打击声），用眼睛直接观察灯泡是否亮和按时熄灭。

先用万用表测量电路有关点点位是否正常。

检查发光二极管是否正常工作。

发现不正常现象时，及时找出原因进行修改。

注意接线不得有误，接入电源，使脉冲发生电路正常工作。

在发慌二极管有光和无光的情况下看总体电路的工作情况。

观察灯泡是否按要求进行亮暗变化。

如不能顺利完成以上功能，则应认真检查电路的连接及功能设计是否有误并作出相应调整。

在本电路调整中，发现无论光电二极管遮光是否，灯一直保持着2种状态不变，测得三极管各引脚、单向品闸管两端、及六反向器均无电压，用万用表测量整流桥损坏。

换上新的整流桥后测得：
三极管基极电压0.6V、集电极电压0.1V、发射极电压0V；
单向品闸管A极4.5、G极0.8V、K极0V；
反相器电压4.0V。

六、设计体会：
本次电子课程设计给我们带来了许多的新知识，增强了我们的动手能力，给生活增添了快乐，他同时也告诉我们应该和相互帮助、相互团结的团队精神。

就此产品，是对我们三年来所学的知识进行全面的总结，明白了自己学到了什么，还缺少什么，找到自己的不足之处，对我们以后的工作有很大的帮助。

电子课程设计是我们学习过程中一个十分重要的环节。

是锻炼我们运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方面，也是培养使用型转门人才的要求。

七、电子元器件清单
74122、LM358和NES555三个集成器件，
发光二极管，
光敏电阻，
驻极体化简以及一些基本电路元器件。

八、参考文献
1.王浩全，《Prolel DXP电路设计预测版》，械工业出版社
2.李振声，《实验电子技术》，人民邮电出版社
3.王之芳，《传感器使用技术》，冶金工业出版社
4.胡宴如，《模拟电子技术》，高等教育出版社。