小夜灯的设计

课题名称：小夜灯的设计

姓名：程家伟

巢湖学院物理与电子科学系,安徽巢湖238000

摘要

针对目前社会上很多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控路灯控制系统。

本系统采用咪头、光敏电阻构成光照信号和声音采集信号电路。通过运放LM324对信号放大并同时运用74LS08而输入与门构成逻辑电路，进行逻辑控制，给出是否亮灯的信号，由RC充放及开关电路执行，通过控制继电开关控制路灯。

此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声音和无光情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。

关键字： LM324 74LS08 RC充放电电路继电开关

目录

前言 (1)

第一章系统组成及工作原理 (2)

1.1 总体设计思路 (2)

1.2 电路各模块设计简介 (2)

1.2. 1电源电路 (2)

1.2.2声控电路 (3)

1.2.3光控电路 (3)

1.2. 4混合控制模块 (4)

1.2. 5开关延时电路 (4)

第二章混合控制模块的设计 (6)

2.1 混合控制模块设计思路 (6)

2.2 混合控制模块原理 (6)

2.3 设计方法与参数的确定 (6)

2.4 电路仿真图 (7)

第三章电路的焊接与调试 (8)

3.1 电路的安装与焊接 (8)

3.2混合控制模块的调试 (8)

第四章系统调试 (9)

结论 (10)

参考文献 (11)

附录一清单 ..................................................................................... 错误！未定义书签。附录二系统总电路图 (133)

前言

当你夜晚走在大街小巷或者要去仓库拿东西时，你是否还在为找不到开关而烦恼？是的，在日常生活中我们可以发现很多我们需要灯的时候却没有或者不能实现智能控制等，达不到人性化的要求。

科技革命为我们带来了许多方便，同样在灯光控制方面它也将给我们带来便利。公共场所照明越来越朝着智能化人性化的方向发展。现在市场上不仅有声光控开关，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。而声光控不仅价格低廉，安装方便，而且也能有很好的控制效果，因此声光控可以有一个很好的应用前景。

本次课题是声光控灯控制系统设计，此控制灯系统的设计采用模块化结构，主要有声控电路，光控电路，混合控制电路、开关延时电路和电源电路。在设计此控制系统时，采用模块化的设计思想，使设计起来更加简单、容易、条理清晰。这种设计思路可以应用于以后的大型产品设计中，能够大大的降低难度也不会因为一个小模块没出来而影响总体的进度。

声光控灯控制系统有对声光信号进行选择并通过开关延时电路使灯泡亮的功能。利用自制直流稳压电源供电，根据光敏电阻的阻值变化判断光线强弱，用咪头检测声音信号并用LM324对信号进行放大，通过74LS08芯片对声光信号进行逻辑分析，RC充放电电路与继电开关控制驱动灯泡。当有较强光时无论有无声音都不会亮，无光或光很暗时有声音会亮，无声音则不亮该声光控灯控制系统能很好的实现设计要求，相比市场上的一些产品而言，具有成本低廉性能良好的优点。

第一章 系统组成及工作原理

1.1 总体设计思路

声光控灯主要是依据光控原理和声控原理来设计的。利用光控电路可以根据光线的亮暗条件控制灯的使用。光控电路是由光敏电阻和可控硅组成。声控电路是为完善光控路灯而设计。在不同时段、不同的地点使用灯的机率也不同，声控可进一步节约能源。整个电路由电源电路，声控电路，光控电路及延时电路等部分组成。电源由电网供电电压交流220V(有效值)50Hz ，经降压整流后输出电路所需电压。光敏控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光电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。总体方框图如图1.1所示。

图1.1声光控路灯原理组成方框图

1.2 电路各模块设计简介 1.

2. 1电源电路

电网提供交流电压220V ，流经11:1的变压器输入电路。交流电压经过由四个整流二极管接成的桥路，四只二极管两两交替导通，使交流电压变成脉动的直流电压，此为全波整流。电容C3有滤波的效果。LM317可使输出电压非常稳定。通过调节变阻器R1，

电源部分

光控部分

声控部分

混合 控制 电路 开关 及 延时 部分

使R3与R1的比值改变从而达到调节电压的目的。C2电容用于消除电路的纹波，C1电容则是为了抵消电感效应，抑制高频干扰，并改善负载的瞬间响应。LED是电源指示灯，当电路接上电网电压时指示灯会亮。

图1.2.1 电源电路

1.2.2声控电路

如图 1.2声控电路为声音信号采集电路，利用咪头在声音变化下电压发生改变的特性。当有声音时在out端将输出一个大于2V的高电平，当没有声音时在out端产生一个小于0.8V的低电平；在总电路的综合控制的基础上，在夜晚有人经过时路灯点亮，在寂静无人的晚上路灯熄灭。

图1.2.2声控电路

1.2.3光控电路

图1.3光信号采集电路，利用光敏电阻的光照与无光照条件下的电阻变化大的特性，

利用电阻串联分压式采取对应电压信息。当有光音时在out端将输出一个大于2V的高电平，当没有光时在out端产生一个小于0.8V的低电平；在总电路的综合控制的基础上，在夜晚有人经过时路灯点亮，在寂静无人的晚上路灯熄灭。

图1.2.3光控电路

1.2. 4混合控制模块

当有声音时在out端将输出一个大于2V的高电平，当没有声音时在out端产生一个小于0.8V的低电平；有光音时在out端将输出一个大于2V的高电平，当没有光时在out 端产生一个小于0.8V的低电平；当光控模块和声控模块同时产生一个大于2V的高电平时LM324两端才产生高电平，其他情况下LM32两端将产生一个低于1V的低电平。在总电路的综合控制的基础上，在夜晚有人经过时路灯点亮，在寂静无人的晚上路灯熄灭。人走灯熄的延时照明控制作用，从而达到节约电能延长使用寿命的目的。

图1.2.4 混合控制电路图