數(shù)電課程設(shè)計(jì)--聲光控延時(shí)照明燈的設(shè)計(jì)

1、<p>　　聲光控延時(shí)照明燈的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是以實(shí)踐性為課題，起到鞏固所學(xué)知識(shí)，加強(qiáng)綜合能力，培養(yǎng)電路設(shè)計(jì)能力，提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)，啟發(fā)創(chuàng)新思想的效果。</p><p>　　用聲光控延時(shí)開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲

2、音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門或走出公寓，樓道燈延時(shí)幾分鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光控延時(shí)開關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學(xué)樓等公共場所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。</p><p><b>　　二、方案設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電路由直流供電電路、

3、控制電路、延時(shí)電路三部分組成。控制電路采用基本數(shù)字邏輯單元進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　直流供電電路 由D1-D4組成橋式整流電路。交流220V電壓經(jīng)橋式整流橋后變成脈動(dòng)的直流電，供后續(xù)電路工作。</p><p>　　控制電路由四與非門CD4011、駐極體話筒BM、光敏電阻R5、三極管9014、單向可控硅SCR等元器件組成。由CD4011的選定的輸出端控制晶閘管的關(guān)閉，從而控制整個(gè)燈的關(guān)

4、滅。光敏電阻在白天時(shí)，電阻值小， CD40011輸出永遠(yuǎn)為低電平，晶閘管為低電壓，不導(dǎo)通，燈不亮。光敏電阻在夜晚時(shí)阻值大，光敏電阻與聲音信號(hào)的有無一起控制CD4011的輸出。夜晚當(dāng)有聲音時(shí)，聲音信號(hào)經(jīng)過放大，與光敏電阻控制的CD40011輸出為高電平，晶閘管導(dǎo)通，燈亮。無聲音信號(hào)時(shí)，不亮。</p><p>　　延時(shí)電路 有電容C和電阻R的沖放電里控制。</p><p>　　三、電路設(shè)計(jì)及理

5、論分析</p><p><b>　　1、原理框圖</b></p><p>　　圖1 聲控?zé)粼砜驁D</p><p>　　圖2 聲控電路原理圖</p><p>　　2．單元電路設(shè)計(jì)及分析</p><p>　　電路由直流供電電路、控制電路、延時(shí)電路三部分組成。</p><p>

6、　　2.1 直流供電電路</p><p>　　直流供電電路由D1-D4組成橋式整流電路。交流220V電壓經(jīng)橋式整流橋后變成脈動(dòng)的直流電，供后續(xù)電路工作。</p><p><b>　　2.2 控制電路</b></p><p>　　控制電路由四與非門CD4011、駐極體話筒BM、光敏電阻R5、三極管9014、單向可控硅SCR等元器件組成。</

7、p><p>　　白天，由于光敏電阻R5阻值低，其兩端電壓低，CD4011的一腳為低電平， 3腳即變成高電平，導(dǎo)致11腳為低電平，即單向可控硅控制極G為低電平，單向可控硅截止，燈泡不亮。</p><p>　　夜晚，由于光敏電阻沒有受到陽光照射，其阻值很高，兩端電壓較高，即1腳變成高電平，此時(shí)3腳的狀態(tài)受2腳控制，若2腳為高電平，則3腳為低電平，若2腳為低電平，則3腳位高電平。</p>

8、<p>　　當(dāng)駐極體接收到聲音信號(hào)后，經(jīng)C1的濾波作用，被三極管Q1放大，當(dāng)被放大的信號(hào)達(dá)到峰值時(shí)，此時(shí)2腳即便為高電平， 3腳變?yōu)榈碗娖剑?1腳高電平，單向可控硅控制極變成高電平，單向可控硅導(dǎo)通，燈泡點(diǎn)亮。</p><p>　　當(dāng)駐極體沒有接收到聲音信號(hào)時(shí)， 2腳為低電平，燈泡不亮，工作原理類同白天情況。</p><p><b>　　2. 3 延時(shí)電路</b

9、></p><p>　　由C3、R7組成，通過C3的充放電來維持燈泡的點(diǎn)亮狀態(tài)，延時(shí)的時(shí)間由C3的容量及R7的阻值來決定。</p><p>　　3、整個(gè)電路的工作原理分析</p><p>　　圖5 電路的工作原理詳細(xì)框圖</p><p>　　聲光控延時(shí)開關(guān)的電路原理圖見圖2所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路CD4011，其內(nèi)部

10、含有4個(gè)獨(dú)立的與非門VD1~CD4，使電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。顧名思義，聲光控延時(shí)開關(guān)就是用聲音來控制開關(guān)的“開啟"，若干分鐘后延時(shí)開關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉"。因此，整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元，由此可畫出圖5電路的工作原理詳細(xì)框圖來分析圖2。</p><p>　　聲音信號(hào)(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒

11、BM接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)C1耦合到9014的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號(hào)送到與非門(VD1)的2腳，R3、R6是9014的偏置電阻，C2是電源濾波電容。 為了使聲光控開關(guān)在白天開關(guān)斷開，即燈不亮，由光敏電阻R5等元件組成光控電路，R4和R5組成串聯(lián)分壓電路，白天光敏電阻兩端的電壓低，不管有沒有聲音信號(hào)傳來，CD4011的3號(hào)端口始終為低電平，整個(gè)CD4011輸出端11號(hào)端口為低電平，晶體閘始終處于斷開狀態(tài)，燈不亮。夜晚環(huán)境無光時(shí)，光敏

12、電阻的阻值很大，R5兩端的電壓高，即CD401，改變R7或C3的值，可改變延時(shí)時(shí)間，滿足不同目的。VD3和VD4構(gòu)成兩級(jí)整形電路，將方波信號(hào)進(jìn)行整形。當(dāng)C3充電到一定電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)與非門VD3、VD4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開關(guān)閉合；C3充滿電后只向R7放電，當(dāng)放電到一定電平時(shí)，經(jīng)與非門VD3、VD4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到關(guān)的過程。    二極管D