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1、目 录摘要1Abstract11绪论21.1 设计的背景和研究意义21.2 声控开关的发展情况21.3 论文的主要容32声控开关的功能和设计42.1 电路基本原理图42.2 系统组成与设计53声控开关电路的工作原理63.1声控原理63.2触摸控制原理83.3光控原理84基于声控的楼道延时开关设计114.1 电路的工作原理124.2 器件的选择及检测方法124.3 安装制作155电路板的焊接、调试及故障分析185.1 焊接185.1.1印刷板的设计要求185.1.2 印刷板的线路设计195.1.3 印刷板的焊接设计195.2 调试及故障分析216结束语23致24参考文献25 / 基于声控的楼道延
2、迟开关设计学生：指导电气工程学院摘 要：声光触摸控制照明灯开关,能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。本文设计的声、光控制自动延时节能开关,综合了声、光和延时控制,工作稳定、节电并可延长灯泡寿命。在白天或光线较强的场合即使有较大的振动声响也能控制灯泡不亮;晚上或光线较暗时遇到声响、振动后灯自动点亮,经过约一分钟,可用于楼梯、厕所等公共场所照明灯的自动管理。该设计中光敏电阻,声控传感器和触摸传感器三种传感器形成了声控、光控和触摸三种控制的电路板。利用布局和布线规则完成了电路板的制作。实现了电子开关的三种控制,实验结果实现了灯的控制。关键词：传感器；声控；光控；触摸；开关Design of th
3、e corridor sound control button delay to controlStudent: Supervisor:Electrical and Information Engineering Department Abstract:Sound and light touch control lighting switches, automatic control can be switched during the day, night lighting, and eliminate people of lights. But here is sound, light e
4、nergy-saving delay automatic control switches, integrated sound, light and delay control, the stability, power and extend lamp life.In the daytime or light even if there are more occasions larger vibration noise can also control light bulb does not shine; evening or low light encountered sound, vibr
5、ation lit after the lights automatically after about one minute can be used to automatically stairs, toilets and other public facilities lighting automatic management. In this paper a simple touch of acousto-optic lighting control switch production.Photosensitive resistors, sensors and touch sensors
6、 voice three sensor formed a voice, optical and touch-control of the three circuit boards. Use layout and routing rules of the circuit board production. Implementation of the electronic switch control of the three experimental results achieved lamp control.Key Words：sensor; voice; optical control;to
7、uch;switch1绪论1.1 设计的背景和研究意义公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外,由于频繁开关或其他人为因素,墙壁开关的损坏率很高,既增大了维修量、浪费了资金,又容易造成事故隐患。因此,设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮,晚上闻声自亮,待人走后,几十秒后自动关闭,既方便,又省电。以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计,分立元件多,不可靠,如今单片机技术
8、已经相当成熟,运用单片机可以设计出智能型的声控开关,电路设计好后,运用软件编程来实现其功能,灵活方便,修改简单。目前许多声控开关的平均使用寿命不长,主要是因为电路作频繁的开关,启动电流非常大,导致功率元件可控硅由于过载而损坏。本文中采用开关电压过零保护技术,可消除白炽灯开启瞬间的大电流冲击,有效地防止可控硅元件启动时的电流过载,大延长了开关的使用寿命,并且可以起到保护灯泡的作用。1.2声控开关的发展情况科技的进步使电灯的样式、种类以及控制方式千变万化,随着社会的发展,资源的大量开采,能源在逐渐的减少,所以我们要建立起节约能源的意识,电能的节约尤为重要,而电灯的使用最为普遍,所以设计一种自动控制
9、灯开关的电路是非常必要的,声控开关就是其中一种。声控电路已成为人们日常生活中不可缺少的必需品,不需要开关。当有人经过时会自动变亮,广泛应用于走廊楼道招待所等公共场所,给人们的生活带来了极大方便,因此得到了广泛应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关,它将声音和光转化为电信号,经放大、整形,输出一个开关信号去控制各种电器的工作,在自动控制工业电器和家用电器方面有广泛的用途。公共场所和居民区的公共楼道普通使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡长明的现象致使灯泡寿命短,浪费电量,给国家、单位、个人造成经济损失。另外,由于频繁开关或人为因素,墙壁开关的损坏率很高,既增大了维修量,浪费了
10、资金,又容易造成事故隐患。因此,设计研究一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必要、使公共场所和居民区的公共楼道灯在白天时不亮,晚上闻声自亮,待人走后,几十秒后自动关闭,既方便,又省电。声控灯在光线充足时,任你发出多大的声音都不亮；但在黑夜,轻轻一声就发出亮光,这是由于声控灯含光控电路,以防止其在光线足够的时候不工作,所以声控的控制盒是声、光同时控制的,在光亮度能达到的情况下,灯不会亮。 声控的楼道延迟开关是一种在受到光或声音的感应,而使照明灯做出熄或开选择的一种现代型自动化开关。现在已广泛应用与工厂,居民楼,办公楼等各个场所。而在前几年各工厂居民楼所
11、用的仍是手动可触点开关,这种开关不光使用不便,还容易损坏,而且使用不当还会造成大量的经济浪费。随着科学技术日益迅速的发展和现代工业技术的需要,自动控制系统已经深入到生活的各个方面,传感器技术也不断地改进和提高。声控的楼道延迟开关系统具有技术效果好,经济效益高,维修方便等许多优点,具有广阔的发展前景 。1.3 论文的主要容本课题研究的是基于声控的楼道延迟开关设计,该设计是利用单片机AT89C51芯片为核心,和声音传感器的原理组合而成。该设计主要用于对声音和光强的感应而起到不浪费资源和方便安全的作用。该设计广泛应用于居民楼和工作车间。2声控开关的功能和设计设计声光控开关,最起码要考虑三方面的问题,
12、其一是灯泡的开关控制,这是由220V市电供电。其二是光控制,使其在有光时,即使有声音也不能亮。其三就是声音控制,在晚上或光线不足时,只要有人经过,发出声音,灯泡就会点亮。2.1 电路基本原理图电路框图如图1所示:感光RG检音BM整 形D2反向D1 控制门D4电子 开关T放大、反相D3 延时R5,C3图1 电路原理框图声光控延时开关实现在白天呈关闭状态,只有在晚上且存在声响情况下如人的脚步声等才开启,开启后延时一段时间后又能自动关闭。这种开关广泛应用于楼梯、走廊、公厕等公共场合作照明灯自动控制开关。声光控延时开关电路方框组成如图1所示,包括声音检测、亮度检测、判别电路、延时电路和开关电路等几个主
13、要部分。声音检测通常由驻极体话筒或高灵敏度的压电瓷片完成。亮度检测由光敏电阻器完成。判别电路综合检测信号,符合预定条件晚上且存在声响情况输出控制信号开启开关。延时电路在开关开启后延时预定时间,输出控制信号关闭开关。开关常用可控硅或继电器。2.2 系统组成与设计该方案采用了单片机控制电路工作, CPU以AT89C51单片机为核心,该单片机能方便地用于不需外扩程序存储器的应用场合,达到简化电路、缩小体积、减小功耗和降低成本的目的。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。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AT89C51和小灯。信号收
14、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AT89C51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。 根据题目要求和制作成本,从中挑出简单易行的电路,分析其控制原理。分别对声感、光感和延时电路做接线实验,调试成功后两两进行整合。由于各电路的工作电压及某些其他因素影
15、响,所以电路的整合难度稍大。最终搭试出一个新的电路,如方案一所示,此电路设计符合实验的要求。再对新电路进行测试,不断修改,成功后焊接到电路板上。3声控开关电路的工作原理3.1声控原理声控原理如图2所示：图2 声控原理图为了得到5V和12V的直流电源,将220V频率为50的单项正弦波交流电输入变压器,其原边与副边的比为,经过变压器得到=12.5V 1得到=15 交流电通入单项桥式整流电路经过全波整流得到平均值为=0.9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。然后将的直流电压通入滤波进行滤波,可以得到平均值为=1.2=18V的直流电压。滤波电路中的电容为,与并联的负载为,的取值满足=35 2得到=35理想情况下可将交流分量全部滤掉,使输出电压仅为直流电压,然而,由于滤波电路为无源电路,所以接入负载后必会影响其滤波效果,要得到稳定的直流电源需将滤波后的电压输入稳压电路。稳压电路中的稳压管Dz1选用稳压值为12V的稳压二极管,其型号为2C
