声光控延时开关的设计报告课程设计

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1、1 声光控延时开关的设计报告 目 录 1.设计要求2 2.设计目的2 3.设计具体实现.2 3.1 系统概述2 3.1.1 控制电路.4 3.1.2 总原理图及工作原理.15 3.2Multisim 软件仿真16 3.3 PCB 版电路制作.21 4.心得体会及建议25 5.附录.26 6.参考文献27 2 一.设计要求 在楼房的走廊和楼道中，经常由于黑暗而发生一些事故， 但这些事故是可以避免的。我们可以再里面安装一些照明设备， 但对这些照明设备的控制若用普通开关已不能满足要求。故控 制电路需要满足以下要求： （1）在光线足够强时，照明设备不启动。 （2）在光线弱且有声音（即有人走动或说话）时

2、启动照明设备。 （3）在照明设备启动一段时间（1 3 分钟，可根据需要调整） 后自动熄灭。 （4）电源为交流 220 V 市电，控制对象 30 W 灯泡。 二.设计目的 通过该设计进一步理解直流稳压电源、分立元件放大电 路和电容充放电延时的工作原理，初步了解光敏、声敏传感器 原理和可控硅器件控制原理；学会电子电路的一般设计方法、 电路参数计算和元器件选择及调试方法。 三.设计具体实现 1.系统概述 声源产生的声音信号，经声敏传感器转换成微弱的电信 号，因信号太小，故将该信号进行放大处理转换成可控制的信 号，经处理放大的信号经延时处理电路达到设计要求时间与设 计要求功能，然后经执行机构直接控制负

3、载作用简单的电路设 3 计实现生后常用电器。用一些简单的电路和器件实现声光控是 很现实的应用。 声光控电路对照明电路的控制基本上可以分为两种，一 种是将照明设备直接接在市电上面，进行控制；一种是将市电 变压整流后，在接照明设备，本次设计采用后者，因为后者便 于控制，而且相比之下比较安全。而且亮度也满足要求，故本 次设计采用后者。 在白天，光线照射到光敏电阻上时，其通过感应使电路 对声音通道不起作用，则灯泡不受声音控制，即声控传感器暂 时失去作用，灯泡不亮。夜间或光线较暗时，光敏电阻所组成 的电路对声控电路没有封锁作用，当有人走动或有人谈话时， 通过声控传感器的感应，使灯泡自动点亮，经过内部设定

4、的时 间后，灯泡自动熄灭。 从功能和设计目的来看，该控制装置应该有整流、稳压、 音频放大、光敏电路、可控硅开关等组成。能够通过调节电阻 和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果时间过短，就应增 大电阻或电容的值，反之则减小。组成方框图如图 1 所示： 图 1 电源电路部分 控制电路部分 照明设备 4 1）控制电路 图 2 （1）声控开关的优点 可直接代替原来的手控开关，而且不需要另外接线，经 济实惠，另外声控开|关便于安装。声控灵敏度高，在其附近的 脚步声、说话声等均可将开关启动。而且其寿命长。功耗小。 （2）音频放大电路 由于驻体式话筒 Mic2 接受声音信号后，产生的音频信 号比较薄弱，因此

5、需要经过放大电路将声音信号进行放大。放 大电路在日常生活应用很广泛，基本上任意一个电子设备都要 用到放大电路。它的核心是有源元件，如晶体管场效应管等。 为了实现放大功能，必须给放大器提供能量。放大器的实质是 把电源的能量转移到输出信号。输入信号的作用是控制这些转 移量，是放大器输出信号的变化重复或反应输入信号的变化。 本次采用的是共射放大电路，为了调节灵敏度，在基极串入滑 动变阻器，以调节其灵敏度。如图 3 所示： MIC 音频放大 电路 升 压 整 流电路 光控电路 延时电路 电 子 开 关 电路 5 图 3 晶体管的选择和参数的确定： 晶体管选用 9014 型，其集电极-发射极电压 为 4

6、5V，集电 极-基电压 50V，射极-基极电压 5V，集电极电流 0.1A，结温 150，放大倍数 A=60-150。本次设计电源为 12V，而且为低频 信号，故 9014 满足设计要求，故采用 9014 型晶体管。 （3）升压整流 放大后的音频信号还不足以令三极管导通，因此要经过 倍压整流把声音信号变成直流控制电压。输入端到电容 C2。升 压整流电路如图 4 所示： 6 图 4 放大后的声音信号经过 D8、D7 的升压整流电路将声音信号变成 直流控制电压。倍压整流电路：利用滤波电容的存储作用，由 多个电容和二极管可以获得几倍于变压器副边电压的输出电压， 称为倍压整流电路。在这里运用的并不是真正的倍压电路，将 其修改后运用的。 （4）光敏电路及延时电路 光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻 值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入 7 射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光 弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。光敏电阻器一般用于光 的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化） 。 基本上光敏电阻器都制成薄片形的，以便于吸收