聲光控延時電路畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　本科學生畢業(yè)論文（設(shè)計）</p><p>　　題　　目　 聲光控燈座的設(shè)計與制作 　　</p><p>　　姓　　名　　　 　　　　　　　 </p><p>　　學　　號　　　 　 </p><p>　　院、　系　　 物理與電子信息學院　　　　 </p>&

2、lt;p>　　專　　業(yè)　　 應(yīng)用電子技術(shù)教育　　　　　 </p><p>　　指導(dǎo)教師　 xx 　　　　　　　　</p><p>　　職稱（學歷） 副教授 （碩士） </p><p>　　聲光控燈座的設(shè)計與制作</p><p>　　摘要：聲光控延時開關(guān)是延時自熄開關(guān)中的一種，是一種利用聲、光雙重控制的無

3、觸點開關(guān)。電路由交流開關(guān)，電子開關(guān)，整形電路，檢波器，聲音放大電路組成，其在使用中的節(jié)能作用是非常明顯。本畢業(yè)設(shè)計親自動手設(shè)計和制作了一個聲光控燈座，提高了動手能力，體現(xiàn)了學以致用的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：光敏二極管；駐極體話筒；延時電路</p><p>　　晚上，光線變暗時，可用聲音自動開燈，定時40s左右后，自動熄滅[1]。白天光線充足時，無論多大的聲音干擾也不能開燈。它特

4、別適用于住宅樓、辦公樓樓道、走廊、倉庫、地下室、廁所等公共場所的照明[2]。電路由自動控制，電路由交流開關(guān)，電子開關(guān)，整形電路，檢波器，聲音放大電路組成。是一種集聲、光、定時于一體的即節(jié)電又方便的自控開關(guān)[3]。</p><p>　　1 主要電子器件介紹</p><p>　　1.1 光敏二極管</p><p>　　1.1.1 光敏二極管概述</p>

5、<p>　　光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時需加上反向電壓。無光照時,有很小的飽和反向漏電流,即暗電流，此時光敏二極管截止。當受到光照時,飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強度的變化而變化[4]。當光線照射PN結(jié)時，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增加。因此

6、可以利用光照強弱來改變電路中的電流。常見的有2CU、2DU等系列。</p><p>　　光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時也受光輻射的控制。 通?；鶚O不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補償和附加控制等作用。當具有光敏特性的PN 結(jié)受到光輻射時，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個放大了相當于β倍的信號電

7、流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度[5]。</p><p>　　1.1.2 光敏二極管工作原理</p><p>　　光敏二極管是將光信號變成電信號的半導(dǎo)體器件。它的核心部分也是一個PN結(jié)，和普通二極管相比，在結(jié)構(gòu)上不同的是，為了便于接受入射光照，PN結(jié)面積盡量做的大一些，電極面積盡量小些，而且PN結(jié)的結(jié)深很淺，一般小

8、于1微米[5]。</p><p>　　光敏二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時，反向電流很?。ㄒ话阈∮?.1微安），稱為暗電流。當有光照時，攜帶能量的光子進入PN結(jié)后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產(chǎn)生電子---空穴對，稱為光生載流子。</p><p>　　它們在反向電壓作用下參加漂移運動，使反向電流明顯變大，光的強度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光

9、電導(dǎo)”。光敏二極管在一般照度的光線照射下，所產(chǎn)生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負載，負載上就獲得了電信號，而且這個電信號隨著光的變化而相應(yīng)變化。</p><p>　　光敏二極管、光敏三極管是電子電路中廣泛采用的光敏器件。光敏二極管和普通二極管一樣具有一個PN結(jié)，不同之處是在光敏二極管的外殼上有一個透明的窗口以接收光線照射，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，在電路圖中文字符號一般為VD。光敏三極管除具有光電轉(zhuǎn)換的功能外，還具有放大

10、功能，在電路圖中文字符號一般為VT。光敏三極管因輸入信號為光信號，所以通常只有集電極和發(fā)射極兩個引腳線。同光敏二極管一樣，光敏三極管外殼也有一個透明窗口，以接收光線照射。</p><p><b>　　1.2 駐極體話筒</b></p><p>　　1.2.1 駐極體話筒簡介</p><p>　　駐極體話筒具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、電聲性能好、價格低

11、的特點，廣泛用于盒式錄音機、無線話筒及聲控等電路中。屬于最常用的電容話筒[7]。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個場效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時需要直流工作電壓[8]。</p><p>　　1.2.2 駐極體話筒工作原理</p><p>　　話筒的基本結(jié)構(gòu)由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個上面有若干小孔的金屬電極（背稱為背電極）構(gòu)成[9]。駐極體

12、面與背電極相對，中間有一個極小的空氣隙，形成 一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構(gòu)成一個平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷[10]。</p><p>　　當聲波引起駐極體薄膜振動而產(chǎn)生位移時；改變了電容兩極版之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：Q =CU 所以當C變化時必然引起電容器兩端電壓U的變

13、化，從而輸出電信號，實現(xiàn)聲—電的變換。</p><p>　　1.3 延時電路開關(guān)</p><p>　　1.3.1 延時電路開關(guān)概述</p><p>　　延時開關(guān)是為了節(jié)約電力資源而開發(fā)的一種新型的自動延時電子開關(guān)，省電、方便。主要用于樓梯間，衛(wèi)生間等場所[11]。</p><p>　　延時開關(guān)中有觸摸延時開關(guān) 、聲光控延時開關(guān)等。只要用手摸一

14、下開關(guān)的觸摸片或給聲音信號就自動照明。當人離開30秒至75秒內(nèi)自動關(guān)閉，為國家能源部極力推薦產(chǎn)品。</p><p>　?、俾暪庋訒r開關(guān)基本原理;聲光延時開關(guān)是由幾個聲控開關(guān)和光控開關(guān)還有燈泡串聯(lián)而成。當有光線時，光敏開關(guān)斷開，當無光線時，光敏開關(guān)閉合。然后當有聲音產(chǎn)生時。聲敏開關(guān)閉合。從而形成通路。使燈泡點亮[12]。</p><p>　　②觸摸式延時開關(guān)利用的是與試電筆同樣的原理，即在人

15、體和電源間串聯(lián)一個很大的電阻，這樣，通過人體會形成一個低電壓的電流（電壓低，但電流并不一定?。?，最終流入大地，形成觸發(fā)回路，這樣，就可以觸發(fā)延時開關(guān)開始計時，并接通電燈主回路，燈就亮了[13]。</p><p>　　1.3.2 延時電路開關(guān)電路圖</p><p>　　本電子器件由CD4011雙排直插集成電路和單項可控硅組成，CD4011是由四個獨立的與非門構(gòu)成，可控硅T選用的是1A的單項可

16、控硅，若所需負載大，電流可以根據(jù)自己的需要適當加大可控硅（3A,6A等）。檢測方法：用R×1檔，紅表筆接可控硅負極，黑表筆接正極，此時表針無讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極K馬上斷開，這是表針有讀數(shù)（注意觸控制極時正負表筆一直是連接的）說明可控硅是完好的；注意駐極體有極性的，與外殼聯(lián)通的是負極，測量方法：用R×100檔紅表筆接外殼的S、黑表筆接D，這是用口對著駐極體吹氣，若指針有擺動說明該駐極體完好，擺動弧度越大靈敏度

17、越高；光敏電阻選用的是625A型，有光照時電阻值應(yīng)為20K以下，無光照是電阻值大于100MΩ，說明該元件是完好的。</p><p>　　圖1　延時電路開關(guān)原理圖</p><p>　　Fig.1 Delay circuit switch schematic</p><p>　　1.3.3 延時電路開關(guān)的印刷版電路圖</p><p><b

18、>　　圖2　印刷版電路圖</b></p><p>　　Fig.2 Printed version of the circuit diagram</p><p>　　3 制作過程與注意事項</p><p><b>　　3.1 安裝過程</b></p><p>　　按照電路原理圖正確焊接各零件之后，將印刷

19、版組裝成下圖所示器件。</p><p><b>　　圖3　印刷版成品</b></p><p>　　Fig.3 Printed version of the finished product</p><p><b>　　圖4　延時開關(guān)成品</b></p><p>　　Fig.4 Delay swi

20、tch finished</p><p><b>　　3.2 調(diào)試過程</b></p><p>　　本器件電源采用的是220V交流電，因此在制作過程中務(wù)必做到安全第一，安裝完后先檢查元件是否對位，仔細檢查有無虛假焊接，再擰上螺絲，接上電源，用黑色筆套將光敏電阻遮嚴實，用手輕拍駐極體，這時白熾燈亮，若光線照射光敏電阻，再重拍駐極體，這時燈不亮，說明光敏電阻完好，該套件制

21、作成功。</p><p>　　圖5　延時電路開關(guān)演示圖</p><p>　　Fig.5 Delay circuit switch Demonstration Figure</p><p>　　3.3 問題與解決方法</p><p>　　自己動手焊接套件的時候遇到不少問題，為以后制作電子小成品打下了堅實的基礎(chǔ)。利用xx老師上課時教給我們的知識和

22、我們之前焊接過有源音響和無線門鈴的經(jīng)驗，根據(jù)電路原理圖的標注，進行焊接，在焊接過程中有幾個難題，第一個是電阻阻值的確定，由于是第二次接觸這種細小的焊接型電阻，所以在讀取電阻阻值時，還讀錯了幾次，導(dǎo)致焊接上去的電阻必須拆下來重新焊接。第二個難題是粗心的賣家發(fā)過來的元件少了兩個電阻，在xx老師的指導(dǎo)下，在實驗室里選用了兩個阻值一樣的電阻，保證了焊接過程的正常進行。第三個是焊接技術(shù)方面的問題，由于平時并沒有接觸過這方面的實驗，第一次焊接總是出

23、問題，不是錯焊，就是虛焊，導(dǎo)致成品一遍一遍的被拆開進行檢查。</p><p><b>　　4 總結(jié)和展望</b></p><p>　　本套件制作過程難度適中，我在制作過程中提高了自我學習及動手能力，學習到了如何在突發(fā)狀況下選取不同的方案來實現(xiàn)預(yù)期目標。通過本次畢設(shè)了解到了制作過程的艱險，也了解到了節(jié)能對于我們這個能耗大國來說的重要性。在制作過程中的不斷改進效果，精益求

24、精的態(tài)度也符合了我們專業(yè)的實際應(yīng)用，達到了學以致用的目的。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 張長進,戴珂. 基于UC3875的DC/DC變換器輸出過壓延時保護電路的研究[J].通信電源技術(shù)，2007(03):18-21.</p><p>　　[2] 王建華. 節(jié)能燈及照明的能效分析[J].可再生能源，

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30、ay switch is one kind of self-extinguishing switch, which also is non-contact switch double-controlled by sound and light. The circuit was designed by AC switch, electronic switch, shaping circuit, detector, and sound am

31、plification. The energy-saving effect is very obvious. In this graduation design, I made a sound and light control lamp holder. I improved practical ability by practice.</p><p>　　Keywords: Sound and light c