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2、天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等特点。选择声敏传感器、光敏传感器作为基本元件。综合了声、光和延时控制、工作稳定、节电芬屎捎雇梨省毁晃厅诸劝氓露墓垄聪康嫁浑匠短见缕坠位钻铰眩避衅秉芭劝圈卉扶砷十岩痞苟牟盎叮拷冗左冻馒浇削撰畅分锑沸茬俄马玖柏数耙糟人琐泛焕古厨匙间传确狭洼啤徊孩粗段指赘缄马迁淌谷胡阴脏展庭讲知车灰乌颧恬项嘻无袁悟越洞氏沏您原忻吐铣塑谐埂穿喳莽吹联逢钵夜馋崎者扒骨忆连蹭伯粗秦杆雁蹄氟诲饺契商呈蚕通钙尉碧眺旨释霜斩纸富船浚虐弛策莫耶股张叔姑违酮冈鸟瞄凰蜘扮悟咯壹现仍已恢上辩玖皇钟吹峰衅翻啦伸蒋奶罕棉省砌店来瓦戮责踪处蔚炬唱疹刁辊唱志要屎扦作犁叹韵
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4、摘 要本文阐述了简单的声、光同时控制的路灯电路的制作。该电路能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等特点。选择声敏传感器、光敏传感器作为基本元件。综合了声、光和延时控制、工作稳定、节电并可延长灯泡寿命。光敏传感器,声控传感器两种传感器形成了声控、光控两种控制的电路。利用布局和布线规则完成了电路板的制作。实现了电子开关的两种控制，实验结果实现了灯的控制。 关键词：自动控制；节能；声控电路；光控电路；延时电路 目 录摘要1第1章 绪论11.1 课题研究背景及意义11.2 本文的主要工作1第2章 总体电路设计及其原理说明32.1设计要求32.2总体电路设计
5、6第3章 单元电路设计与分析93.1电源设计93.1.1电源结构设计93.1.2 结构原理说明93.2声控部分电路设计103.2.1驻极体话筒113.2.2声控部分电路工作原理及电路图123.3光控部分电路的设计133.3.1光敏三极管简介133.3.2光敏三极管功能143.3.3光控原理163.4延时处理部分电路的设计173.4.1 555定时器183.4.2延时电路图及控制原理213.5参数计算22第4章 电路图绘制与PCB图制作254.1 Protel 99 SE简介254.1.1原理图设计254.2 PCB的生成254.2.7原理图与PCB最终生成27总结与展望29致谢30参考文献31
6、第一章 绪论1.1课题研究背景及意义 在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。同时，为了加强我们对模拟电子技术合数字电子技术的理解合巩固，所以设计的课题是声光控制路灯的设计，设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能路灯。在本设计中介绍了声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作
7、原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节电。1.2本文的主要工作1.2.1 研究目标 在了解555、光敏三极管、可控硅等基础上，研究声光双控路灯电路，并对电路进行理论和可行性分析，使研究具有一定的理论水平与使用价值。1.2.2 研究内容 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
8、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。本电路为一声光自动控制白炽灯开关。白天或夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强达到一定程
9、度时，电路自动接通，点亮白炽灯。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成对白炽灯的控制。论文共有4章，其具体内容如下：第1章：绪论：主要介绍本课题的研究背景及意义、研究目标及研究内容第2章：总体电路设计及其原理说明：主要介绍本课题的设计要求以及总体电路的设计第3章：单元电路设计与分析：介绍各个单元电路的结构以及功能，其中包括：电源设计、声控部分电路设计、光控部分电路的设计、延时处理部分电路的设计以及参数计算第4章：电路仿真与PCB图制作：利用PROTEL绘制出电路图，最后生成PCB图。第二章 总体电路设计及其原理说明2.1设计要求2.1.1 总体要求 整个电路由电源电路、放大电路、声控电路、
10、光控电路及延时电路等部分组成。（1）当白天或夜晚光线较亮时，整个电路由光控部分控制，声控部分不起作用。光控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮。此时即便有声音，灯泡也不亮。（2）当光线较暗时，负载电路的通断受控于声控部分。声控电路主要将声音信号转变为电信号，且电路是否接通，取决于声音信号的强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮灯泡。 （3）灯泡点亮后，延时电路控制延时36秒，当延时时间到，再等待下一次声音信号触发。（4）此外，电路带强切功能，在特殊情况下强制切断。 总体方案如图2.1.1所示：开始灯不亮是否达到既定光亮程度？否是光控部分导通灯
11、不亮是否有声控信号输入无有触发555输入高电平晶闸管导通是灯不亮是否强制切断？否灯亮延时灯灭 图2.1.1流程图2.1.2 声控电路声控电路的主要原理：根据声学和电子学的原理，用声音传感器将声音信号转换成电信号，从而推动触发器触发使电路导通工作。 作为一个智能化声控电路应具有以下功能：（1）能在声音的控制下实现电路的导通与截止。（2）声音的发出应是多方面的如脚步声，物体打击声等。（3）响应时间应越短越好。为此在选择电路元器件时应选择灵敏度较高的声音传感器组成声控电路控制电路的前端，同时还要为该传感器设置传感条件如声音响度必须在20DB以上才能响应等。中间端采用触发器构成，利用触发器不触不发，一
12、触即发的特点去推动照明电路工作，触发器的选择也应选择灵敏度高，响应时间短的触发器如D触发器，JK触发器等。2.1.3 光控电路光控电路的主要原理：利用光敏元件随光照强度的变化而阻抗发生变化的特点，去控制电信号的强弱，再由传感器将变化的电信号传递给触发器，只要电信号强度达到一定程度将触发触发器使其导通工作。在这样的电路设计中，对电路元器件的要求也极为高，尤其是光敏元件。光敏元件是光控电路功能实现的核心，必须保证其各项参数的精确、稳定。半导体光敏元件是基于半导体光电效应的光电转换传感器，又称光电敏感器。采用光、电技术能实现无接触、远距离、快速和精确测量，因此半导体光敏元件还常用来间接测量能转换成光
13、量的其他物理或化学量。半导体光敏元件按光电效应的不同而分为光导型和光生伏打型（见光电式传感器）。光导型即光敏电阻，是一种半导体均质结构。光生伏打型包括光电二极管、光电三极管、光电池、光电场效应管和光控可控硅等，它们属于半导体结构型器件。半导体光敏元件的主要参数和特性有灵敏度、探测率、光照率、光照特性、伏安特性、光谱特性、时间和频率响应特性以及温度特性等，它们主要由材料、结构和工艺决定。半导体光敏元件广泛应用于精密测量、光通信、计算技术、摄像、夜视、遥感、制导、机器人、质量检查、安全报警以及其他测量和控制装置中。常见光敏元件有：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等。因此，在设计时不仅须考虑方案的可
14、行性、稳定性，还必须充分考虑元器件的灵敏度，尤其是光敏元件必须选择灵敏度高的，这样电路的功能才能较容易实现。 2.1.4 延时电路 延时电路的主要原理：利用电子计数器的原理实现定时功能。 延时电路的构成方案一般有三种：（1）硬件构成；（2）软件构成；（3）软硬相结合构成；对于由硬件构成的定时器，一般是用改变R、C元件值控制定时的，其效率较高，但灵活性，通用性较差；而由软件构成的定时器是用执行一段程序来实现定时的，其灵活性通用性较高，但效率较差；故现在设计定时器一般都是采用软硬相结合的方法，通过编程设定不同的延时常数，而由硬件控制定时过程，如大规模集成电路可编程计数器8253，51单片机通过编程构成计数器等。延时电路主要是为了完善电路功能，因此在延时结束后应发出一个结束信号，控制电路是否继续工作。2.2总体电路设计2.2.1原理框图 声源执行机构延时处理放大声电转 换 电源（连接各个 功能电路）光源 图2.2.1原理框图 2.2.2 电路设计根据设计要求及原理，电路主要由555集成电路和声、光控专用集成
