1、声控光控延时开光的设计 - 1 - 引言引言 近年来，城市居民住宅越来越趋向高层化。高层建筑的一个不可忽 略的问题是楼道等公用部分的照明问题。楼道照明灯如果能做到随手关灯， 将是一个极大的能源消耗，以一栋六单元十二层楼房为例：每层安装一只 15 瓦的灯泡，就是 72 只灯泡，每小时耗电 1.08 度。如果这些灯彻夜通明， 一晚耗电 10 多度，一年就是 4000 多度。一般住户在开灯后往往忘了或不 愿意再费事去专门关灯。感应式楼道照明开关是解决这个问题的一种简单 方法。它可以在开灯后一定时间内自动熄灭。在白天，即使有人走过，楼 道等也不会亮，可以达到节能的目的。声光双控延时开关体积小，外形美
2、光，制作容易，且节能环保，是当今世界的主潮流。由于今年我国的照明 器材行业的迅速崛起，中国已经成为电光源产品的主要输出国之一。随着 全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产 品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中 国具备生产这些产品的条件，而是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成 为照明电器产品出口大国。展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋 势。 因此我设计一个声光双控延时开关来解决此浪费问题。夜晚，行人 经过楼道出入口时，照明灯点亮 25s 后熄灭；白天，照明灯自动停止工作。 声控光控延时开光的设计 - 2 - 第第1章章 设计流程设计流程
3、 此设计是为了实现声控光控延时开关的功能。在白天时无论是否有声音，小灯都 不能被点亮，即白天时不需要光照，在夜晚当有声音产生时，小灯被点亮，且在声音 消失后，小灯能够维持一段时间亮度，即在夜晚有人经过的时候，灯被点亮，并有足 够的时间让人通过。 所设计的电路分为五个模块：电源模块，信号收集模块，信号处理模块，延时模 块和被控制模块。(模块图如 1.1)电源模块为整个电路提供稳定的直流电源，使驱动 三极管，芯片 TC4081BP 和小灯。信号收集模块分为声音信号收集模块和光信号收集模 块。声音信号收集模块将声音信号转变为音频电信号从而能够输入电路，起到控制开 关的作用。光信号收集模块将光强度的改
4、变转变为电压的改变，与声音信号一起控制 芯片的输入。信号处理模块即是芯片 TC4081BP 对声音，光信号导致的电信号的改变进 行处理，从而驱动被控制电路，并作用于延时模块。延时模块是在信号处理模块的作 用下工作，起到延时的作用。被控制模块在信号处理模块及延时模块的共同作用下工 作，达到设计的目的。 检音 BM 感光电阻 RG 放大 VT 控制门 D1 延时 R8,C3 二级整形D3,D4 继电器 T 灯泡 整形 D2 声控光控延时开光的设计 - 3 - 图 1-1 实物图 声控光控延时开光的设计 - 4 - 第第 2 章章 电源模块电源模块 这一章详细介绍电源模块的电路设计，电路中各个器件参
5、数确定的相关分析，其工 作原理及其他类似的设计。为整个电路提供 5V、12V 的直流电源，是电路的动力来源。 2.1 电源电路的设计电源电路的设计 电源电路采用降压、整流、滤波和稳压的组合电路，将 220V 的交流电压变为 5V 和 12V 的直流电压。模块图如图 2.1 降压过程是将 220V 单相交流电压直接输入有一定匝数比的变压器，得到降压后的 电压。然后将变压器副边的交流电压通过单相桥式整流电路，得到脉动系数较大的直流 电压。为了减小电压的脉动，将经过整流桥整流后的直流电压通入由滤波电容构成的滤 波电路，使输出较为平滑的电压。要得到稳定的直流电源需将滤波后的电压输入稳压电 路。稳压电路
6、有电阻个稳压二极管构成，利用二极管的稳压特性，使得到不受电网电压 波动和负载电阻变化影响的稳定性较高的直流电压。 2.2 电源电路的工作原理及相关参数的分析 电源电路原理图： 图 2-2 为了得到 5V 和 12V 的直流电源，将 220V 频率为 50 Z H的单项正弦波交流电输入 变压器，其原边与副边的比为 1 2 n n ，经过变压器得到 2 u=12.5V 2 220 u 1 2 n n （2.2.1） 得到 1 2 n n =15 电源 变压器 整流 电路 滤波 电路 稳压 电路 声控光控延时开光的设计 - 5 - 交流电 2 u通入单项桥式整流电路经过全波整流得到平均值为 ()1OAV U=0.9 2 u的直流电压， 其脉冲系数很大。单相桥式电路中的整流桥的二极管选用 IN4007。然后将 ()1OAV U的直 流电压通入滤波进行滤波，可以得到平均值为 () 2OAV U=1.2 2 u=18V 的直流电压。滤波电 路中的电容为 1 C，与 1 C并联的负载为 L R， 1 C的取值满足 L R 1 C= （35） 2 T (2.2.2) 得到 1 C=（35
