楼道声光控制照明灯

目录

第一章绪论 (2)

2.1 设计题目 (3)

2.2 设计内容 (3)

2.3 使用器件 (3)

2.4 方案设计 (3)

第三章硬件电路安装及调试 (11)

3.1元器件的焊接 (11)

3.2 调试 (12)

第四章总结与展望 (13)

参考文献： (15)

致谢： (16)

第一章绪论

随着科技的发展，电子产品越来越多的走近了人们的生活，工艺也是越来越精湛，科技的力量对科学技术的发展起着不可估量的作用，从爱迪生发明了电灯，让人来迎来了电的时代到现在TTL电路，CMOS等新技术的应用，确实为人们带来了便捷。

本次课程设计的内容就是光电声控灯，光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明等一般都是由人工操作的，如果采用光控电路，根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯，做到无人自动控制，可以减轻工人的劳动强度，有效的节约能源。但光控电路有其缺陷，就是夜晚无光线的时候，照明灯将一直工作着，这样会造成资源的浪费，也会缩短照明灯的寿命。

这是若在光控电路的基础上添加一个声控电路，使得照明电路在无光线的时候，只受声音的控制，当有脚步声或其它较强声响的时候，照明电路自动工作。当声音消失的时候，照明灯自动熄灭，这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路，使照明灯点亮后，延时一定时间后自动熄灭。

声控灯顾名思义，声控灯及时用声旨束控制电灯亮灭或亮度强弱的一种灯具，控制某一用电负载的方法多种多样，用光的强弱控制的成光控，用温度高低控制的称温控，用磁场强弱控制的称磁控，还有依靠压力，湿度的等等。

第二章系统总体方案设计

2.1 设计题目

楼道声光控制照明灯。

2.2 设计内容

设计声光控制照明灯，在夜间（黑罩模拟）有声音信号时，使灯（用Led发光管模拟）点亮；无声时延迟5秒后熄灭，声音间隔小于5秒，则Led持续点亮。白天有声音均不亮。

2.3 使用器件

1、光敏电阻

2、驻极体话筒

3、运放LM358

4、NE555

5、单稳态触发器

6、放光管

7、电容

8、电阻

2.4 方案设计

2.4.1 总体设计

本次设计主要由声控电路，光控电路，放大电路，整形电路，延迟几部分组成。其中，声控电路与光控电路分别有LM358内部两个放大器组成。经过74LS122进行延迟，即可得到与设计内容相一致的电路。

2.4.2 电路原理

1．光控部分

LM358作为一个同相输出的单门限电压比较器，即比较输入

信号VI与参考电压VREF的电路，如图2-1。

图2-1 光控部分

光敏电阻R3与R1构成输入信号VI。当有光时，光敏电阻的阻值下降，VI值变小，当其小于参考电压VREF时，运放LM358将处于负饱和状态，Vo=Vol，即比较器输出低电平。其信号接到NE555复位端（即4脚），将NE555复位，输出低电平，则单稳态触发器74LS122输出高电平，LED截止，即不发光。故此电路在白天（即有光时）灯不亮。

2.声控部分

驻极体话筒对猝发声响有极为敏感的特性，作为声控部分声电转换元件。当声音信号通过驻极体话筒转变为电信号时，送人LM358，电信号通过LM358放大，其中LM358组成负反馈，稳定静态工作点，对交流信号进行放大，放大倍数为：

Av=Rf+R/R=Rf+R11+R12/R11+R12≈51(倍)

信号放大后经过NE555构成的施密特触发器进行波形整形，送人单稳态触发器74LS122。它的暂稳态出现由外输入信号决定，暂稳态时间由RC决定，此电路图的暂稳态时间计算如下：Tw≈Rext*Cext*ln2=0.69*150*10^3*0.47*10^-6≈4.8645s ≈5s

进入暂稳态后，74LS122输出低电平，LED导通，即发光。

声控部分如图2-2

图2-2 声控部分

2.4.3 部分元件功能简介

1.LM358

图 2-3 LM358

LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于

双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供点的使用运算放大器的场合。

2.NE555

图 2-4 NE555内部原理图

图2-5 NE555引脚图

555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或

使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V—3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V—18V范围内使用。

3.74LS122

74LS122为可以重触发的单稳态触发器，并且有清除端。

122的输出脉冲宽度twQ可由三种方法控制。一是通过选择外定时元件CEXT和RT值来确定脉冲宽度，由于122有内定电阻Rint,故必要时可只接Cext。二是通过正触发输入端（B）或负触发输入端（A）的重触发延长twQ，三是通过清除端（CLK）的清除使twQ缩小。

管脚图：

图2-6 74LS122管脚图

引出端如下：