路灯控制电路

路灯控制器设计任务书

1．设计目的与要求

设计一个路灯控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：

（1）具有光控功能，白天光线较亮、即使有声音时路灯也不亮，光线较暗、有声音时路灯点亮；

（2）具有声控功能，晚上光线较暗、有声音时路灯点亮，声音消失后延时照明一段时间后自动熄灭；

2．设计内容

（1）画出电路原理图；

（2）元器件及参数选择；

（3）电路仿真；

（4）SCH文件生成与打印输出；

（5）PCB文件生成与打印输出。

3．编写设计报告

写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

4．答辩

在规定时间内，完成叙述并回答问题。

1.方案说明

本设计采用CD4069数字集成电路制作的声光控延时照明灯，它在白天照明灯关闭，夜晚有突发声音时，照明灯自动点亮，延时几分钟后照明灯自动熄灭。

2.电路工作原理

该路灯电路是由电源电路、声控电路、光控电路、延时电路和触发控制电路组成。

电源电路是由整流二极管VD1~VD4、限流电阻R1、稳压二极管VS和滤波电容C1组成。声控电路是由压电陶瓷片BC、六非门集成电路IC内部的非门电路D1、D2和电阻器R2组成。

光控电路是由光电二极管ＶＤ５、电阻器Ｒ３、Ｒ４和ＩＣ内部的非门电路D3、D4组成。触发控制电路是由二极管VD6、内部的非门电路D5、D6、电阻器R6、电容器C4和晶闸管ＶＴ组成。

交流２２０Ｖ电压经ＶＤ１～ＶＤ４整流、Ｒ１限流降压、ＶＳ稳压及Ｃ１滤波后，产生５Ｖ直流电压，作为ＩＣ的工作电源。

在白天，光敏二极管ＶＤ５受光照射而成低阻状态，Ｄ３的输入端为低电平，声控电路不起作用，Ｄ６的输出端为低电平，VT属于截止状态，照明灯不亮。

夜晚，VD5因无光照射而成高阻状态，声控电路进入工作状态。当有行人走动声或者其他声响发出后，压电陶瓷片BC将声音信号转换成电信号，并经D1、D2处理变成矩形后通过C2加至D3的输入端。D3和D4对该矩形脉冲进行缓冲整形处理后，使VD6导通，对电容器C3充电，使D5输入端电压不断升高。当C3电充满时，D5输出端变为低电平，D6输出端变为高电平，使VT受触发而导通，照明灯EL通电发光。

当声音消失后，D4的输出端变为低电平，VD6截止，C3通过R5开始放电，当C3放电结束后（约几分钟），D5的输入端变为低电平，D6的输出端也由高电平变为低电平，ＶＴ截止，照明灯ＥＬ熄灭。

3.元器件选择

Ｒ１选用１／２Ｗ金属膜电阻器；Ｒ２～Ｒ６选用１／４Ｗ金属膜电阻器或碳膜电阻器。

Ｃ１和Ｃ３选用耐压值为１６Ｖ的铝电解电容器；Ｃ２和Ｃ４选用涤纶电容器或独石电容器。ＶＤ１～ＶＤ４均选用１Ｎ４００７型硅整流二极管；ＶＤ５选用２ＣＵ系列的光敏二极管（也可以用光敏电阻代替）；ＶＤ６选用１Ｎ４１４８型硅开关二极管。

ＶＳ选用１／２Ｗ、５．１Ｖ的硅稳压二极管。

ＶＴ选用２Ａ、４００Ｖ的晶闸管。

ＩＣ选用ＣＤ４０６９型六非门集成电路。

ＢＣ选用ＨＴＤ－２７型压电陶瓷片。

电路图如下：

ＣＤ４０６９内部电路图如下：

备注：为方便起见，上述电路图中用开关X代替了压电陶瓷片，开关Y代替了光敏二极管，按上图所示，把开关X换成压电陶瓷片，开关Y换成光敏二极管就可使实现声光控延时控制器，从而实现了利用声控和光控的路灯控。

附录：参考文献

１．康华光《电子技术基础模拟部分》第五版高等教育出版社

２．康华光《电子技术基础数字部分》第五版高等教育出版社

３．全新实用电路集萃编辑委员会《全新实用电路集萃》机械工业出版社