即拍亮延时小夜灯

1、课程设计说明书课程设计名称： 模拟电路课程设计 课程设计题目： 即拍亮延时小夜灯 学 院 名 称： 专业： 通信工程 班级： 学号： 姓名： 评分： 教师： 2015年 5 月 12 日 模拟电路 课程设计任务书20 14 20 15 学年 第 2学期第 7 周 9 周题目即拍亮延时小夜灯内容及要求 声控； 延时点亮小夜灯注：可使用实验室电源。进度安排第1周周一至第1周周五：查资料，完成原理图设计及仿真；第2周周一至第2周周五：完成系统的制作、调试；第3周：制作结果检查，撰写报告。学生姓名： 指导时间： 第7-9周指导地点： 综合楼中 506室任务下达2014 年 4 月 13 日任务完成20

2、14 年 4 月 30日考核方式1.评阅 2.答辩 3.实际操作 4.其它指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。摘要声控延时灯在日常生活中具有广泛应用，主要用于公共照明，在节能减排方面有重要的作用。对于通信专业的大学生来说，弄清楚其中的原理对以后的学习生活具有积极作用。在设计过程中，最初的设计方案，查找资料，选择两套方案，最后经过比较确定一套。经过仿真，焊接，调试。到最后成功使小灯能够声控并延时。电路通过3V干电池供电，用电容延时，当声音信号达到一定强度时，电路传递信

3、号使发光二极管将会亮，延时一段时间后熄灭。关键字：声控 延时 小夜灯 - 1 -目录前言 4第1章 系统设计方案选择5 1.1 方案一5 1.2 方案二6 1.3 方案比较6第2章 系统组成及工作原理7 2.1 总体设计思路7 2.2 电路各模块设计7 2.2.1 声控电路7 2.2.2 延时电路8 2.3 参数设置8第3章 仿真9 3.1 仿真9第4章 电路的焊接与调试10 4.1 电路的安装与焊接10 4.2 调试10小结 11参考文献 12附录一 13附录二 15- 2 -前言自爱迪生发明电灯，电灯在人们日常生活中拥有广泛的应用。可以说电灯是世界上最伟大的发明之一。科技带给我们许多方便。

4、公共场所的照明设备越来越朝着人性化，智能化发展。而声控灯则成本较低，安装方便且性能良好。而本课题即拍亮声控延时小夜灯，在日常生活中也拥有大量应用，比如夜晚起床，比如楼梯过道的灯。现在基本上每栋楼都有声控延时灯，一是因为声控可以随需要开启，节约用电。二是声控灯方便使用。拟采用方案如下：当周围环境有一定强度声音信号时，声波被压电陶瓷片接收，并转换成微弱的电信号，再利用三极管的开关特性和555定时器的延时，控制小灯点亮和熄灭。当周围环境有一定强度声音信号时，咪头MIC接收到音频信号后，通过电容耦合给三极管基极，再利用三极管的开关特性控制小灯的亮灭，由于电容充放电需要一个过程，所以小灯会延时一段时间。

5、 第一章 系统设计方案选择1.1方案一 图1-1 方案一原理图延时小夜灯的电路如图1-1所示，它实际上是一个“声控延时小灯”电路。压电陶瓷片B与晶体三极管VT1，电阻R1，和电阻R2等组成了声控脉冲触发电路，时基集成电路IC与电阻R3，电容器C等组成了典型单稳态延时电路，晶体三极管VT2，VT3和电阻R4，R5等组成了小电珠H的功率驱动放大电路。整个电路的电源由干电池GB提供。 平时，由于晶体三极管VT1的偏流电阻R1取值较大，所以VT1趋于截止状态，其集电极输出电压高于1/2VDD=1.5V，与之相连的时基集成电路IC的低电位触发端2脚处于高电平，单稳态电路处于稳态。电容器两端通过IC的7，

6、1脚被IC内部导通的三极管短路，IC的3脚输出低电平，VT2，VT3均无偏流而截止，发光二极管不发光。 当在有效距离范围内拍一下手掌时，突发的声波被压电陶瓷片B接收，并转换成微弱的电信号，该信号的正半周经VT1放大后，从其集电极输出负脉冲，时基集成电路IC的2脚获得瞬间低于1/2VDD=1.5V 的低电平触发信号,使IC组成的单稳态电路受触发进入暂稳态(即延时状态),IC的3脚输出高电平,VT2获得适合的偏流而导通,VT3进入完全饱和导通状态,小电珠通电发出亮光，随着IC的3脚变成高电平，IC内部导通的三极管截止，解除对电容器C的短路，电池GB通过电阻R3向电容器C开始充电，当C两端的充电电压

7、（即IC的高电位触发端6脚电位）达到VDD=3V时，单稳态电路翻转恢复稳态，IC内部三极管重新导通，C通过IC的7，1脚放电并被再次短路，IC的3脚重新输出低电平，导通到VT2，VT3失去偏流而截止，H断电自动熄灭。 电路中，发光二极管H每次延时点亮的时间长短，取决于单稳态电路中电阻器R3，电容器C的时间常数，具体可以通过公式：T=1.1R3C来估算。选择R3和C的值，H延时点亮的时间约为1min。在晶体三极管VT1电流放大系数，R1电阻值确定的情况下，通过改变R2的电阻值，可调整静态时IC的2脚电位高低，也就是说，通过适当调整R2的电阻值，可以控制声控灵敏度。1.2方案二 图1-2 方案二原

8、理图 R1为话筒MIC的偏置电阻，R2、R3使Q1处于临界截止状态，当话筒MIC接收到音频信号后，通过C1耦合给Q1基极，在音频信号的正半周加深Q1的导通，Q1导通，同时把Q2的基极电位拉低，Q2截止，对电路没有多大影响；在音频信号的负半周使Q1反偏压截止，Q2导通，Q3也导通，发光二极管点亮。由于电容C1充放电需要一个过程，所以发光二极管点亮后会延时一段时间。调整C1的大小可以改变点亮后延时熄灭的时间，容量小延时时间短，容量大，延时时间长，可以在1微法到几百微法选取。改变R2阻值的大小可以改变Q1临界截止度，也就是改变灵敏度，阻值大，灵敏度高，反之则低。1.3方案比较 比较方案一和方案二，方

9、案一优点是延时电路时间稳定可调。缺点是电路焊接较复杂，且学校缺少必需的压电陶瓷片FT-27。方案二优点是焊接简单，所需元器件较少且学校库房都有，缺点是不能准确控制延时时间。最终选择方案二。第二章 系统组成及工作原理2.1总体设计思路声控延时灯又咪头讲声信号转化为电信号传入电路。通过电容充放电时间达到延时效果。当电容放电完毕后二极管熄灭。电源由两节1.5V干电池供电。总体方框图如下：电容放电延时三极管导通电容充电耦合咪头接收音频图2-1 总方框图2.2电路各模块设计2.2.1声控电路 声控电路为声音信号采集电路，利用咪头将声音信号转化为电信号输入电路中。R1为咪头MIC的偏置电阻。图2-1 声控

10、电路2.2.2延时电路 音频信号的负半周使Q1反偏压截止，Q2导通，Q3也导通，发光二极管点亮。通过电容的充放电特性是发光二极管延时。R2阻值的大小决定Q1临界截止度，阻值大，灵敏度高。阻值越小，灵敏度越低。电容C1则控制小灯泡延时时间。电容越大，延时时间越长。图2-2 延时电路2.3参数设置声音通过咪头MIC进去电路。R1位MIC偏置电阻，根据查资料得R1为2K左右时，能使MIC放大信号最大化。三极管选用9014NPN小功率三极管，要求电流放大系数200。R2，R3控制Q1三极管导通。R4，R5控制Q2，Q3反偏和导通。发光二极管正向电压为1.6V2.1V,正向电流为20mA.电压选用两节干

11、电池串联3V.第三章 仿真3.1仿真图3-1 仿真实验图 由于咪头MIC为声信号转换为电信号，在仿真软件Multisim中没有该元器件。所以使用交流电压源输出1mV与1F电容串联替代。9014采用2N2222ANPN三极管替代。将各元器件在仿真软件中找到并连线。仿真结果显示发光二极管受声控且延时。结果为下图。图3-2 仿真实验结果图第四章 电路的焊接与调试4.1电路的安装与焊接现在电路板上按照原理图放上元件并根据位置大小适当调整。焊接时先将元件固定在电路板上，再进行元件之间的焊接。把元件焊接完整。注意烙铁焊接时间接触不易过长。时间过长容易因为温度过高损坏元件。注意不虚焊，使用锡丝拖锡完成焊接。

12、若软件间阻挡不能拖锡，使用导线完成连接。4.2调试 电路焊接完成后，将电池接入电路。发现发光二极管不亮。使用万用表检查，最终发现为R2电阻拿错了，使用了一个200的电阻。经过改正焊接后。小灯泡延时时间太短。将47F电容换成470F电容后，延时十五秒。小结经过正确的焊接，调试。最终成功制作出声控延迟小夜灯。拍手即亮，延时十五秒左右后熄灭，再拍手再亮。通过本次课程设计，通过合作设计电路，增加了将书本知识运用到实践中的能力，增加了对学习的热情。同时也学习了对仿真软件Multisim的运用。经过3周紧张的时间。最终成功将延时小夜灯制作成功。当然还有各种不足。设计要求中只有声控延时。如果改进可以增加光控效果。现在人们使用的都是含有光控设置的，节能减耗。 参考文献【1】邱关源，电路（第5版） 【M】高等教育出版社，2006【2】华成英，模拟电子技术基本教程【M】清华大学出版社【3】郝红安，555集成电路使用大全【M】上海科学普及出版社【4】杨欣等，电子设计从零开始（第2版）【M】清华大学出版社，2010【5】贾