声光控楼道灯的设计与制作

1、xx信息职业技术学院毕业设计报告（论文）系 别： 通信与信息工程系 专 业： 应用电子技术 班 级： 学 生 姓 名： xxx 学 生 学 号： 设计（论文）题目： 声光控楼道灯的设计与制作 指 导 教 师： xxx 起 讫 日 期： xxx信息职业技术学院毕业设计(论文)成绩评定表学生姓名xxx系部通信与信息工程系学号 课题名称声光控楼道灯的设计与制作指导教师评语： 该生工作严谨、学习努力，尊敬老师，毕业设计按计划进行，及时提交资料，综合运用理论与专业技术知识能力强，能够独立地分析解决问题，结论合理，有一定的个人见解，研究成果具有一定水平和实用价值，设计中对声光控楼道灯进行了设计与制作，产品

2、设计合理，制作产品的效果比较完美。 建议成绩： 86 指导教师： xxx 2014年 6 月3 日评阅教师评语： 该生的设计非常有实用价值，对研究方案、技术条件有比较丰富的文献材料和较充足的理论依据，能够完成声光控楼道灯的设计和制作，并能够利用软件进行原理图的绘制和pcb图生成。论文格式规范，思路清晰，工作量合适，完成了任务书布置的任务建议成绩： 87 评阅教师： 卜捷捷 2014年 6 月 5日答辩小组评语：个人对课题工作的总体介绍简洁，叙述流利，掌握大量的数据和背景，能圆满的回答答辩老师的问题。建议成绩： 88 答辩小组负责人： 俞芳 2014年6月7 日xxx信息职业技术学院毕业设计（论

3、文）任务书专业应用电子技术学号z11050110姓名xxx课题名称: 声光控楼道灯的设计与制作主要技术指标：1、 光照强，有声音，灯泡不发亮。2、光照弱,有声音,灯泡点亮，人走后,数十秒后自动关闭。3、光照弱，无声音，灯泡不亮。工作内容和要求：1、学习与研究相关的模拟电子技术与数字电子技术理论知识，并查阅资料，拿出可行的设计方案；2、熟悉protel99se 软件的使用。3、根据设计方案进行电路设计，完成电路参数计算、元器件选型、绘制电路原理图。4、对设计进行验证，测试相关参数。主要参考文献：1马全喜.电子元器件与电子实习.机械工业出版社,2006年8月2王卫平.电子产品制造工艺.高等教育出版

4、社,2005年9月3王廷才.protel2004 eda 技术及应用.机械工业出版社,2010年6月4李银华.电子线路设计指导.北京航空航天大学出版社,2005年6月5康华光.电子技术基础.高教出版社,2003年6月6郑应光.模拟电子线路.东南大学出版社,2000年8月学 生（签名） 沈 斌 2013年9 月 16日指 导 教师（签名） xxx 2013年9 月 16日教研室主任（签名） 庄乾成 2013年9 月 16日系 主 任（签名） 张棕橙 2013年9 月 16日 xxx信息职业技术学院毕业设计（论文）开题报告专业应用电子技术学号z11050110姓名xxx设计（论文）题目声光控楼道灯

5、的设计与制作一、 选题的背景和意义：目前公共场所和居民住区的公共楼到灯的控制主要采用,按钮式、触摸式和声光控制式。按钮式开关控制的楼道邓,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。 声光控电路的优点在于不管白天你发出多大的声音它都不会亮,而晚上只要有声响变会自动点亮,不仅节能还能非常便用。二、课题研究的主要内容:1、 根据声光控电路的功能,设计出相关流程图和原理图2、 通过元器件的识别来了解他们并且进行焊接3、 通过元器件的阻值以及

6、根据电路来判断电路的好坏4、 通过protel99仿真来进行原理图绘制以及pcb图的绘制5、根据电路图来实现电路的功能。 三、主要研究（设计）方法论述：1、学习与研究相关的模拟电子技术与数字电子技术理论知识，并查阅资料，拿出可行的设计方案。2、进行整体方案的确定，有关参数的计算。3、熟悉protel99se，proteus软件的使用。4、根据设计方案进行电路设计，完成电路参数计算、元器件选型、绘制电路原理图。5、对设计进行验证，测试相关参数。四、设计（论文）进度安排：时间（迄止）日期工作内容2013.9.3-2013.9.14查找资料确立选题2013.9.15-2013.10.8完成开题报告2

7、013.10.9-2013.11.8声光控楼道灯设计与制作2013.11.9-2013.11.11撰写论文2013.11.142013.11.15毕业设计答辩2013.11.162013.11.18根据答辩小组和指导老师意见修改论文，力争在内容和格式上符合毕业设计规范要求。五、指导教师意见：同意开题指导教师签名： xxx 2013年10月14日六、系部意见 同意开题系主任签名： 张宗橙 2013年10月14日xxx信息职业技术学院毕业设计（论文）中期检查表学生姓名xxx学号z11050110指导教师xxx选题情况课题名称声光控楼道灯的设计与制作难易程度偏难适中偏易工作量较大适中较小符合规范化的

8、要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况 按计划进行 指导教师 xxx 2014年4月5日所在专业意见： 继续进行 系主任 张宗橙 2014年4月5日声光控楼道灯的设计与制作 摘要：目前公共场所和居民住区的公共楼到灯的控制主要采用按钮式和触摸式 。按钮式和触摸式开关控制的楼道灯,经常造成灯泡寿命短,浪费电量, 墙壁开关的损坏率很高, 维修量高 和资金浪费等缺点。声光控开关采用集成电路,是一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光控楼道灯节能自动开关，具有灵敏、低耗、性能稳定的特点。 本设计的声光控电路是通过光

9、敏电阻来实现的,当光敏电阻在背光的时候灯就会慢慢的熄灭,即这时也是人走过了的时候。在有的电路中这种原理也可以通过声音的振动来实现,当人走过只需要用手轻排一下灯就会自动的亮,人离开后又熄灭。这样就给路人提高了相应的方便,同时,到了节电和节能的目的:延长灯的寿命。在实际生活中节电节能,能够实现更多的自动化。关键词：声光控 光敏电阻 protel99se目录 1引言12 声光控楼道灯整体设计22.1总体设计方案22.2 声光控楼道灯硬件电路设计23 声光控楼道灯的设计实现53.1protel99se绘制原理图53.2pcb图生成74声光控楼道灯的制作94.1元件识别和检测104.2声光控楼道灯的安装

10、124.2声光控楼道灯的调试13结论14致谢15参考文献15附录161 引言 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。声光控电路已经成为人们日常生活中必不可少的必需品,它不需要开关,当有人经过时会自动的亮，广泛应用与走廊、楼道招待所等公共场所,给人们的生活带来极大的方便。因此,得到了广泛的应用。本设计的声光控楼道灯电路是利用声音和光来控制电灯开关，它将声音(如击掌声)和光转化为电信号,经放大、整形,输出一个开关信号去控制电灯开关的工作。能实现一下功能：1、光照强,有声音,灯泡不发亮。 2、光照弱,有

11、声音,灯泡点亮,人走后,数十秒后自动关闭。3、光照弱,无声音,灯泡不亮。2 声光控楼道灯整体设计2.1总体设计方案声光控楼道灯电路主要分为6部分;音频放大电路、电瓶比较电路、延时开启电路、触发控制电路、电源电路、晶闸管主电路其原理方框图如图2.1所示。图2.1总体电路结构图 系统总电路图,如图2.2所示。2.2系统原理图2.2 声光控楼道灯硬件电路设计2.2.1桥式整流滤波电路 桥式整流电路是由整流桥堆2w10（vd）组成。其功能是将24v的交流电源转换为脉动直流电压，然后经vd6、电容c1滤波获得直流电压1.224v=28.8v，经限流电阻r1，使vs稳压二极管有uz=6.2v，作为控制电路

12、的直流电源,如图2.1所示。图2.1桥式整流滤波电路2.2.2光信号控制电路光控制电路由rp1、r2及cd4011组成。在白天时，光敏电阻rg阻值较小，与非门cd4011的2脚为低电平0态，根据与非门的逻辑功能（与非门的逻辑功能为有0出1，全1出0）可得，cd4011的3脚被锁定为高电平，与1脚的输入高低电平无关，即电路封锁了声音通道，使声音信号不能通过，即灯泡亮或灭不受声音控制。这时，cd4011的3脚输出的高电平使cd4011的4脚为低电平，隔离兼传导二极管vd5截止，cd4011输入端8、9脚为低电平，10脚为高电平，送入cd4011的12、13脚，使cd4011的11脚为低电平，晶闸管

13、vt1无触发信号不导通，灯l不亮,如图2.2所示。图2.2光信号控制电路2.2.3声音放大电路声控及放大电路由驻极体话筒bm、电阻rp2、rp3、r3、r4、r5、电容c2和三极管vt2组成。声控及放大电路的工作原理是当没有声音时，驻极体话筒bm无动态信号，偏置电阻（rp2+r4）使vt2工作在饱和状态，使cd4011的1脚为低电平；当有声音时，声音信号经话筒bm转换为电信号后经c2耦合至三极管vt2放大，vt2由饱和状态进入放大状态，其集电极由低电平转变成高电平并送入集成电路cd4011的1脚。图2.3声音放大电路2.2.4延迟控制电路延时控制电路由二极管vd5、电阻r6和电容c3组成。控制

14、电路由集成电路cd4011、电阻r7和可控硅vt1组成，集成电路cd4011是整个电子开关的核心器件，可控硅的作用是控制开关的通断。在该电路中与非门1和与非门2组成声音信号和光信号与逻辑电路；与非门3、与非门4和电阻r7组成触发电路。时控制电路的工作原理：在白天时，与非门cd4011的输入端2脚为低电平，则3脚被锁定为高电平，与2脚的输入高低电平无关，所以电路封锁了声音通道，使声音信号不能通过，即灯泡亮或灭不受声音控制。这时，cd4011的3脚输出的高电平经过与非门2、与非门3、与非门4次反相后成低电平，晶闸管vt1无触发信号不导通，灯不亮；当在夜晚同时有声音信号时，与非门cd4011的输入端

15、1脚和2脚都为高电平，则其3脚输出为低电平，再经与非门2反相输出高电平，通过隔离二极管vd5给电容c3充电，当c3充电电压达到与非门3的阈值电平时，使与非门4输出高电平，即cd4011的11脚为高电平，通过r7触发晶闸管vt1使其导通，主回路便有较大的电流通过灯l使其点亮。当声音消失后，与非门1输入端的1脚变为低电平，则其输出端为高电平，从而使与非门2输出为低电平，vd5截止，因vd5的阻断作用，电容c3只能通过r6缓慢放电，经过大约30秒下降到与非门3的阈值电压以下，使与非门4输出低电平，当交流电过零点时，可控硅自动关断，灯l熄灭。图2.4延迟控制电路图3 声光控楼道灯的设计实现3.1pro

16、tel99se绘制原理图1.新建声光控楼道灯电路.ddb如图3.1所示。图3.1新建声光控楼道灯电路.ddb2.在新建的声光控楼道灯电路.ddb文件中点击文件夹documents,在主菜单filenewschematic documents 新建原理图.shc的文件，然后查找元件，元件编辑，最后绘制完整的原理图，分别如图3.2，3.3，3.4，3.5所示。图3.2新建原理图文件图3.3元器件查找图3.4元器件编译图3.5声光控楼道灯原理图3.2 pcb图生成在”documents”中新建”sgb.pcb”的电路板图,在机械层绘制物理边界,在禁止布线层绘制电气边界,大小同物理边界相同。装入网络表

17、,使用自动布局进行元器件的布局,根据布线的基本规则来进行手动调整。布线才用自动布线,首先设置其布线规则:单击彩旦”design”规则”将其属性修改为自动布线、信号线宽为20mil、+12v电源线宽为30mil、gnd线宽为30mil,设置好后单机”close”。完成后单击菜单栏中的”autoroure”all”完成pcb的自动布局。分别如图3.1，3.2，3.3，3.4所示。图3.1pcb板尺寸设置图3.2封装图3.3设置布局布线规矩图3.4pcb图绘制4声光控楼道灯的制作4.1元件识别和检测1.色环电阻的识别 色环电阻的识别方法不是随便规定的,这个方法是科学的、严谨的。色环表示实际上数学方法

18、的演绎和变通:它和10的整数的幂、城防的指数具有密切的逻辑关系，它是国际上通用的科学技术法的”色彩化”。颜色和数字的对应关系如表4.1所示。表4.1 颜色和数字之间的对应关系颜色棕红橙黄绿蓝紫灰白黑数字12345678902.贴片电阻的识别 贴片电阻元件具有体积小,重量轻,安装密度高,抗震性强,抗干扰能力强,高频性好等优点,广泛应用与各类电子产品中,贴片元件按其形状分为矩形,圆柱型,一行三类,按种类可分为电阻器,电容器,电感器,晶体管及小型集成电路等,贴片元件与一般元器件的标称方法有所不同。3.电位器的识别 可变电阻又成为电位器,电子设备上的音量电位器就是个可变电阻。但是一般认为电位器都是可以

19、被手动调节的,而可变电阻一般都较小,装在电路板上不经常调节。可变电阻有三个引脚,其中两个引脚之间的电阻值固定,并将该电阻值成为这个可变电阻的阳值。第三个引脚与任两个引脚间的电阻值可以随着轴臂的旋转而改变。这样,可以调节电路中的电压或电流,达到调节的效果。4.光敏电阻的检测光敏电阻的阻值是随照射光的强弱而发生变化的,并且它与普通电阻一样也没有正、负极性,如gl5626l型光敏电阻的亮阻小于等于5k,暗阻大于等于5m。因为可以用万用表r*10k挡测量光敏电阻的阻值,通过其变化情况来判断性能的好坏,具体的方法如下。(1) 将指针式万用表置于r*10k挡(2) 用一只手反复遮住光敏电阻的受光面,然后移

20、开。(3) 用鳄鱼夹代替表笔,分别夹住光敏电阻的两跟引线。(4) 观察万用表指针在光敏电阻的受光面被遮住前后的变化情况。如果指针偏转明显,说明光敏电阻性能良好:如果指针偏转不明显,则将光敏电阻的受光面靠近电灯,以增强光照强度,同时再观察万用表指针变化情况,如果指针偏转明显,则光敏电阻灵敏度较低:如果指针无明显偏转,则说明光敏电阻已失效。5.二极管的识别 二极管最明显的性质就是它的单向导电特性,就是说电流只能从一边过去,却不能从另一边过来。我们用万用表来对常见的1n4001型硅整流二极管进行测量，红表笔接二极管的负级,黑表笔接二极管的正极时,表针会动,说明它能够导电:然后将黑表笔接二极管负级,红

21、表笔接二极管正极,这时万用表的表针根本不动或者只偏转一点点,说明导电不良。6.三极管的识别和检测以pnp管为例来说明，一只pnp型的三极管的结构相当于两只二极管，负极靠负极接在一起。我们首先用万用表r100或r1k挡测一下e与b之间和e与c之间的正反向电阻。当红表笔接b 时，用黑表笔分别接e和c应出现两次阻值小的情况。然后把接b 的红表笔换成黑表笔，再用红表笔分别接e和c，将出现两次阻值大的情况。被测三极管符合上述情况，说明这只三极管是好的。npn管三个极的判别：首先假设待测三极管的其中一脚为b极，将数字万用表调到二极管档，用红表笔接触假设的b极引脚，黑笔接触另外两脚，如果两次测得的电压值都较

22、小（常用的8050三极管此电压值一般在0.6-0.7v间。测试完后作一下比较即可知道哪个“较小”了，以下同），则先前假设的引脚就是实际的b极，且此管为npn型三极管。如果没有测得上述情况且三极管没有损坏的话，说明此管为pnp型三极管，假设此pnp型管其中一脚为b极，用数字万用表黑笔接触假设的b极，红笔接触另两脚，如果两次测得的电压值均较小，则先前假设的引脚就是实际的b极。各引脚的判别：以npn型管为例，先前已判别了b极，假设另外两个脚的其中一脚为c极，另一个为e极，在b极和假设的c极间加一个几十k的电阻，用数字万用表二极管档测c-e极的电压降（红笔接c），如果测得的电压较小，则先前假设的c、e

23、极是正确的。7.集成电路的识别集成电路通常有扁平、双列直插、单列直插等几种封装形式。不论是哪种集成电路的外壳上都有供识别管脚排序定位（或称第一脚）的标记。对于扁平封装者，一般在器件正面的一端标上小圆点（或小圆圈、色点）作标记。塑封双列直插式集成电路的定位标记通常是弧形凹口、圆形凹坑或小圆圈。进口ic的标记花样更多，有色线、黑点、方形色环、双色环等等。数字集成电路采用扁平封装与双列直插式塑料封装常见的管脚定位标记。陶瓷封装的双列直插式数字集成电路，它采用金属片与色点双重标记。识别数字ic管脚的方法是：将ic正面的字母、代号对着自己，使定位标记朝左下方，则处于最左下方的管脚是第1脚，再按逆时针方向

24、依次数管脚，便是第2脚、第3脚等等。ic的定位标记及管脚排序，情况与数字ic相似。模拟ic有少部分管脚排序较特殊是各种单列直插ic的管脚排序。数管脚时把ic的管脚向下，这时定位标记在左面路的管（与双列直插一样），从左向右数，就得到管脚的排列序号。有些进口ic电脚排序是反向的。这类ic的型号后面带有后缀字母“r”。型号后面无“r”的是正向型管脚，有“”的是反向型管脚。例如:m511,m5115rp,ha1399a和ha1339ar,ha1336w和ha1366arr，前者是正向管脚型，而后者是反向管脚型。识别这类ic的管脚数应加以注意。四列扁平封装式ic电路管脚很多,常为大规模集成电路所采用，其

25、引脚的标记与排序。4.2声光控楼道灯的安装 印制电路板上元器件的安装次序因该以前道工工序不妨碍后道工序为原则,一般是先装低矮的小功率卧式元器件,然后装力式元器件和大功率卧式元器件,再装可变元器件、易损元器件,最后装带散热器的元器件和特殊元器件。1.集成电路的安装 拿取时必须保人体不带静电,焊接时必须确保电路烙铁不漏电。却实注意方向不要装反。因为绝大多数集成电路的引脚都是对称排列的,稍不留意即会插反。应以样板或白油图的标示为准,认清插1脚的孔位。判断集成电路1脚:如果是单列直插式端的两个引脚伏脚折弯、扣死,一面焊接之前变动。带散热器的集成电路因该先装好散热器,将其插到位,待散热器和底板固定好以后

26、再来焊接集成电路的引脚。2.晶体管的安装 在安装各种晶体管时要注意分辨他们的型号、引脚次序和正负极性:要注意防止在安装焊接的过程中对他们造成损伤。小功率的晶体管、场效应晶体管和晶闸管,封装外形有时完全相同。有些微型封装的器件,表面只能印一两个标注字,容易混淆。3.电阻器的安装 安装电阻器时要注意区分同一电路中阻值相同而功率不同、类型不同的电阻器,不要插错。安装大功率电阻器时要注意使之与底板隔开一定的距离,最好使用专用的金属支架支撑,与其他零件特要保持一定的距离,以利于散热。小功率电阻器大多采用卧式安装,并且要紧贴底板安装,以减少引脚形成的分布电感。4.电容器的安装 瓷片电容器安装时要注意其耐压

27、级别和温度系数。铝质电解电容器、电解电容器的正极所接电位一定要高于负极所接,否则将会增大损耗,尤其是铝质电解电容器,极性接反,工作时将会急剧发热,引起鼓泡,爆炸。可调电容器、微调电容器安装时也有极性问题,要注意让接触人体的动片那一极按高频地电位焊盘,不能颠倒,否则,调节时人体附加上去的分布电容将使调节无法进行。5.插接件的安装在印制电路板上焊接插接件的插座时因该将插头插上以后再焊,以免某些热塑性插座的铜芯焊接时歪斜,排列具体发生变化。 制作同轴电缆的接头时,电缆线的接头必须十分讲究:各种绝缘册剥出多长,芯线要留多长,外层屏蔽怎么处理等等,都要根据插接头本身的结构来做。插接头的型号很多,其与电缆

28、、导线的连接都有各种的要求,最好是根据产品说明书所提供的方法来制作。总的原则是:要保证既有良好的电气连接又能耐受一定的拉扯力,同时还不能改变接头处的阻抗特性。4.2声光控楼道灯的调试准备好全套元件后，用万用表粗略地(因出厂前已测量过)测量一下各元件的质量，做到心中有数。 调试前，先将焊好的电路板对照电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。如用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。 本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将电源接上，用手轻拍驻极体话筒，这时灯应亮如图4.1,若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体话筒，这时灯不亮 如图4.2,说明光敏电阻完好，这时开关就制作成功。若没有实现相应的功能，仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。图4.1电路图灯亮 图4.2电路图灯不亮结论本次我设计的题目是声光控楼道灯电路,这是一种靠声音来实现的照明灯,它可以用于小区、库房等场合,白天光照好,不管过路者发出多大声音,都不会使灯泡发亮。夜晚光暗,电路的拾音器只要检测到有碎发