声光控路灯控制器

1、电子课程设计前 言 夜间通常要在现场设置并开启红色警示灯具，用来提醒过往的人员，以防止夜晚过往人员。为了提高警示效果、节省电能和方便使用，警示灯最好工作在闪烁状态，并采用自动控制方式。本文介绍的警示灯控制的电路就具备了闪烁和光控两种功能，即天黑后能控制警示灯自动开启并工作在闪烁状态，天亮后又能将警示灯自动关闭。声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时，路灯自动点亮，从而实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡使用寿命。可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。此控制器经济实用，即使一般的脚步声也能出灯泡发光照明好。（1）具有光控功

2、能，白天光线较亮，即使有声音路灯也不亮，光线较暗，有声时路灯点亮。（2）具有声控功能，晚上光线较暗，有声音时路灯点亮，声音消失后延长。这是我首次课程设计，时间仓促，加之我水平有限，没有设计经验，在本文中有不当之处，希望老师与读者提出意见，帮助完善设计。摘要：介绍一种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，并给出了电路原理图及元件参数选择。关键字：光电开关自动控制延时电路目 录前言 1第1章 系统概论 31.1系统的功能 31.2系统的组成 3第2章 单元电路设计与分析 42.1 总述 42.2 工作原理 42.3 参数值 42.4 原理框图 42.5 电路 5第3章 电路的安装与调试

3、 73.1故障分析与排除 73.2电路板结构，器件的装配 73.3参数测试及调试 7 结束语 10参考文献 11附录1 元件清单 12附录2 电气原理图 13附录3 pcb板图 14第1章：系统概论1.1 系统的功能 夜间通常要在现场设置并开启红色警示灯具，用来提醒过往的人员，以防止夜晚过往人员、车辆发生事故。为了提高警示效果、节省电能和方便使用，警示灯最好工作在闪烁状态，并采用自动控制方式。本文介绍的警示灯控制的电路就具备了闪烁和光控两种功能，即天黑后能控制警示灯自动开启并工作在闪烁状态，天亮后又能将警示灯自动关闭。 1.2 系统的组成整个电路由电源电路，声控电路，光控电路及延时电路等部分组

4、成。电源由太阳能电池供电，光敏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晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，声控电路主要将声音信号转变为电信号，从而要实现自动控制，延时电路声音消失后延长一段光照时间。必要时可加一个手动开关，以增强电路的实用性。总体方框图如图1所示。总体方框图： 第2章：单元电路设计与分析2.1 总述光敏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晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，声控电路主要将声音信号转变为电信号，从而要实现自动控制，延时电路声音消失后延长一段光照时间。2.2 工作

5、原理电路中集成电路ic的门g1和门g2接成“与”输入，用以鉴别输入动态。按逻辑功能只有当门g1两输入端都呈高电平时，门g2的输出端才为高电平，再经过门g3，门g4两极反相后，触发晶闸管vs导通，接通灯路。白天因光敏电阻受光线照射，ic的1脚呈低电位，ic的输出端为低电平，vs阻断，灯路关闭，这时，无论外界声音再高灯都不会亮；到夜晚，gr的电阻随环境光线减弱而增大，脚1变为高电平，当人走动的脚步声传到传声器rm时，声波转换成电信号经三极管vt放大，使2脚电位由低变高，门g2输出高电平，通过二极管d1向c2迅速充电到阈值电压，门g4输出高电平，v导通，灯亮，人走声熄，门g2输出电平变低，由c2电压

6、维持门g3输入高电平，门g4状态不变，灯不熄，这时由由d1隔离c2经过r5放电，约50s后电压降到关门电压值时，门g3，门g4翻转，vs截止，灯自动熄灭。2.3 参数值二极管d1选用1n4007硅整流二极管；dw为10v.1/2w稳压管；vs选用双向晶闸管，光敏电阻gr选用mg45型；话筒mic选用小型驻极体话筒；熔丝应根据被控制路灯总功率而定，一般额定电流应小于或稍大于路灯总工作电流。2.4 原理框图2.5 电路该电路主要由r4和光敏电阻gr组成，白天因光敏电阻gr受光线照射，电阻变小，ic的1脚呈低电位，ic的输出端为低电平，vs阻断，灯路关闭，这时，无论有多大声响，灯都不会亮。到夜晚，g

7、r的电阻随环境光线的减弱而增大，与上述过程相反，vs导通。若出现光控时间偏早或偏晚，调节r4阻值，使gr两端的电压在阈值附近变化（天黑亮灯前后）。电源电路：电池组成，大约输出10v左右的直流电压供后级电路使用。延时电路：延时电路主要由电容c2，电阻r5组成。当夜晚人走动时，灯路导通，门g2输出高电平，通过二极管d1向c2迅速充电；人过声息，门g2输出电平变低，由c2电压 维持门g3输入的高电平，门g4输出状态不变，灯不熄。这时右d1隔离c2经r5缓慢放电，大约50s后，电压降到关门电压值时，门g3,门g4翻转，vs截止，灯自动熄灭。若要变动延时的长短，可改变c2的容量。人走灯熄的延时照明控制作

8、用，从而达到节约电能延长使用寿命的目的。如图3所示，该电路主要由r1，bw以及辅助的基本放大电路r2，r3，vt组成。白天，因为光控电路阻断，所以，无论多大 声，灯都不会亮。到夜晚 ，光控电路导通，当人走动的脚步声传到传声器bw时，声波转换为电信号，经三极管vt放大 ，使脚2的电位由低变高，门2输出高电平，通过二极管d1向c2迅速充电到阈值电压，门4输出高电平vs导通，灯亮。若声控灵敏度偏低，可增大r1阻值，或换高放大倍数的三极管。其他电路： (1)负载电路 负载电路上接上一定功率的灯泡。(2)稳压电路 r7，dw限流稳压，向cd4011等部分电路提供约10v直流电压和100ma的工作电流。(

9、3)数字电路 门g1，门g2，门g3，门g4是4个与非门。门g1，门g2用于鉴别输入动态；门g3，门g4反向后，vs导通，接通灯路。第3章：电路的安装与调试3.1 故障分析与排除本设计电路较简洁，故障出现率比较小，排除相对容易。其故障主要如下：电路本身的工艺问题，包括虚焊，导线断裂等问题。这些问题可以自行解决。rg出现问题，主要是rg器件出现故障，可能是烧坏。此时需要更换rg。硅整流二极管。可在两端并联一电阻电容串联组成的保护电路。3.2 电路板结构，器件的装配本制作实验主要由驻极体传声器，光敏电阻gr，与非门电路，晶体二极管，稳压管，双向晶闸管等元器件组成。安装电路如图：3.3 参数测试及调

10、试对该电路调试时，可先使用黑胶布遮住rg的受光面，以模拟夜间无光环境状态。此时，超低频振荡器应能起振工作，警示灯应能闪烁。说明警示灯的闪烁控制电路工作正常。然后，摘除遮挡rg的黑胶布，此时，超低频振荡器应该停振，警示灯熄灭，说明光控电路也工作正常。整个电路即可投入正常使用。实际试用证明该电路工作稳定，性能可靠，安装调试方便，比较适合作为城镇道路施工的警示灯控制电路使用。安装焊接好的电路板可装入体积合适的绝缘小盒内，亦可安装在经过改造后的86或75系列壁式开关盒内。注意在盒面板为b开出受音孔、为gr开出感光孔。改变r1阻值，可调整声控灵敏度；改变r4阻值，可调整光控灵敏度；改变r5阻值或是c2容

11、量，可调整延时照明时间。调试(1) 采用动态逐级跟踪法：在电路输入端加人一个有规律的信号，按信号流程用示波器依次检查各级波形，看是否有故障直至找到为止。 (2) 测量参数： 用万用表测量电路的电源和地两脚之间的电压，测量晶体管的工作点是否符合要求等。 (3) 直接观察：首先检查元器件的管脚是否有虚焊和脱焊现象。 上述检查无误后给电路通电，然后用手触模元器件，检查有无异常发热现象、有无异味等。优点：该开关适合控制120w以内的普通白炽灯泡。它的最大特点是采用相线（火线）进开关的两线制，可以直接取代普通机械式手动开关而不必更改原有的照明灯布线，使用非常方便。如果将它直接跨在原有机械式开关两端，则可

12、同时保留手动开关功能，使用灵活、更方便。缺点：该电路所需元器件较多，这对焊接带来了一定的困难，提高了不确定性，同时该电路存在另外一个缺点，就是对于声音信号的电压难以达到三极管的导通电压。参数主要技术数据：工作电压us6543工作电流is0.340.30.2550.2闪光时间t,s0.390.530.811.08主要元件参数：r1：22k ，r2：22m , r3：33k, r4：100k, r5：47m， r6：56k, c1：0.1，c2：10 ，c3：100u结 束 语通过近两周的设计，我觉得自己的确学到了许多知识。以前学习模拟电子技术的时候，总觉得没有什么实用性，而现在才发现那种想法是完

13、全错误的。报警器.路灯控制器，等都离不开模拟电子技术基础这门重要的学科。这些知识完全能够使本来很暗淡的世界，变得丰富多彩。使我们的生活更加绚丽，使我对模电课程更加迷恋。通过这两周的找资料，我学会了许多专业知识，遇到困难时，我就去积极的看教材，去图书馆查阅资料，去网上搜索相关信息，直至把每一个细节，每一个原理都搞清楚弄明白为止，大大增强了我的自学能力和独立能力。更重要的是，我拓展了思路，开阔了视野，活跃了思想。以前学习模电时总觉得自己傻傻的，不知所措.无从下手，如何学起，思路很狭窄，视野也不开阔，学的东西很死板，也很僵硬，根本不能够运筹于帷幄之中，更不用说去自己设计个电子线路了，那简直是天方夜谈

14、。现在我就对自己充满了信心，敢于去动手，敢于去实践，敢于去偿试，敢于去面临挑战，不怕失败，不再放过自己每一个灵感的火花。更为重要的是我深深地体会到了友谊的力量，在我们实习过程中，同学们互帮互助，相互关心，相互体贴，手挽手，肩并肩，风雨中同舟共济，克服了种种困难，最终为我们的课程实际画上了圆满句号，充分体现了拼搏精神和团队精神，使我终身难忘。对于闪烁警示灯的发展与改良，应向着易控制，低成本，低能耗的方向发展。对此需要我们在以后的学习中更加努力，加强设计经验，提高设计水平。参考文献1武秀玲 沈伟慈.高频电子线路.西安：西安电子科技大学出版社，1994 2华成英.电子技术.北京:中央广播电视大学出版社,19963杨素行.模拟电子电路.北京:中央广播电视大学出版社,19944何希才,伊兵.实用电子电路设计.北京:电子工业出版社,19985叶挺秀.应用电子学.杭州:浙江大学出版社,1994 6王楚,徐道衡.电子线路原理.北京:北京大学出版社,19957王俊峰,斐炳南,李传光.电子产品的设计与制作工艺.北京理工大学出版社,19958郑应光 王维平.模拟电子线路.成都：电子科技大学出版社,19959清华大学电子学教研组编.童诗白.模