声光控路灯课程设计

1、d用protel绘制本次实验用的原理图，设计内容方框图，编写此次的设计实验报告书，相关的心得体会。2、理论分析2.1声控原理介绍声控开关里有一个声音传感器（话筒），具体的说就是有一个小弹片来感应声音并通过一个继电器把声音信号转换成电信号，在声音足够大的时候电信号也足够大，这时候的电信号就传到开关的触头上，来使电路接通或者断开 。声控灯使用的声控开关,一般设计成在一段音频有效,只要音量达到与设计门限频率相符就可控制开关的通断.灯泡可以是多样的,只要电压相符,功率在开关可乘承受能力内就可用，即是满足功率的要求。声音信号话筒拾取声音电信号进入话筒声音信号变电信号图2 声控原理图2.2光控原理介绍光控

2、开关原理中的主要器件就是光敏电阻。光敏电阻在有光照时候电阻值很小，当无光时候电阻变的很大，电路中主要是利用其阻值随光照的不同而改变进而来改变电路的某些元件的电压或电流来实现电路的光控。光敏电阻的工作原理是基于内光电效应，在半导体光敏材料两端装上电极引线。为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、碲化物等半导体。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子空穴对的出现使电阻率变小。光照愈强，光生电子空穴对就越多，阻值就愈低。当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的

3、电流随光照增大而增大。入射光消失，电子-空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。下面是一个简单的光控电路示意图，我们可以从中了解到光控原理的简单应用。 图2.2 光控电路工作原理：该装置应用电路工作原理如下图。在白天，由于光照较强，光敏电阻R1的内阻很小，此时有较大电流通过R1而使三极管Q1饱和导通，Q1饱和后，控制器DM的端电压远低于1.6V，故DM内部截止，照明灯H不能点亮。当夜晚来临，光线变暗，照射在R1上的光通量减弱，R1的内阻变得越来越大，控制器DM内部电路亦逐渐开通，从而有电流通过照明灯H而使其发光。2.3延时原理介绍一个电容与电阻串联，直接与一电源连接，则电容会被充电

4、。这时电源电动势应为电容两极板电压与电阻电位降之和。当把电源断开，直接将电容与电阻形成一闭合电路，电容会通过电阻放电，如此反复充放电的过程，既是延时过程。当改变该电阻阻值的大小，可以改变延时时间的大小。图2.2 延时电路一般的电路里面比较简单的延时控制都是用RC的串联延时电路，当延时要求比较高的时候就要用到单片机等来实现延时。2.4电子开关介绍MCR100-6 400V单向可控硅,触发电路很小,几十微安。可控硅相当于可以控制的二极管，当控制极加一定的电压时，阴极和阳极就导通了。可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种，都是三个电极。单向可控硅有阴极（K）、阳极（A）、控制极（G）。双向可控硅等效于两

5、只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连，其引出端称T2极，其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连，其引出端称T2极，剩下则为控制极（G）。 2.5电路原理图图2.4电路原理图2.6电路原理介绍声光控开关必须同时具备两个条件，声光才起作用。从声光控开关的结构上分析，电路板装有光敏电阻和柱极体话简。而光敏电阻的敏感效应，只有在黑暗时才起到作用。也就是说当天色变暗到一定程度，光敏电阻感应后会在电子线路板上产生一个脉冲电流，使光敏电阻的光控电路处在关闭状态，这时在只要外界有响声出现，柱极体活简就会同样产生脉冲电流，这时声光控制开关电路就连通起作用。因为必须要二个条件同时存在，声光

6、控开关才起作用，故叫与门电路。在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态。当有人经过该开关附近时，脚步声等把节电开关启动，灯亮，延时30秒后节电开关自动关闭、灯灭电路原理图见上图，其中可分为声控电路部分，光控电路部分，延时电路部分和整流电路部分，下面就这些部分分别介绍电路的工作原理。声控电路：话筒Mk和Q1、R1、R2、R3、C1组成声音拾取放大电路。由于三极管Q1是用于声音的拾取放大，所以为了获得较高的灵敏度Q1选用较大的（最好是大于100）。同时话筒MK也应该选用灵敏度高的话筒以获得较高的准确度。光控电路：R4、R5和光敏电阻R11组成光控电路

7、。有光照射在光敏电阻R11上时，阻值变小，对直流控制电压衰减很大。三极管Q2、Q3和电阻R7二极管D3组成的电子开关截止，当无光照射R11 时，R11 阻值很大，对直流控制电压衰减很小，VT2、VT3等组成的电子开关导通，D3 也导通，使C4充电。延时电路：灯泡发光时间长短由C4、R8 组成的RC延时电路的参数决定，由于此次的课设要求延时时间是30S，根据计算知道R8应该取22K左右。但是为了实现延时时间的可调性，此次设计的是滑动变阻器，可以完成延时时间的任意改变。整流电路： C2、D1和D2、C3构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电压。在MCR截止时，直流高压经R9、D4降压后加到C3

8、、CW1（稳压管）上端。C3为滤波电容，CW1为稳压值1215V的稳压二极管，保证C3上电压不超过15V直流电压。电子开关：C4 内无电荷，单向可控硅MCR截止，灯泡不亮。C4通过R8 把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。R8、C5和单向可控制MCR和整流桥组成延时与交流开关。C5为抗干扰电容，用于消除灯泡发光抖动现象。2.7电路参数计算a.由于光敏电阻阻值在光照时5k，无光时候为500k，所以R4选择100k，比较合适。b.R5和R6选择是为了保证Q2的正常工作，R6较大保证基极电压，R5是为了保证输入Q2电流较小。c.R8和C4的值是根据延时时间来确定的，由于要求的是延时三十秒(t=RC)，选择的电容是47UF，所以为了调节方便，选择的R8是大于100k的可调电阻。3.电路焊接及实物根据电路原理图，选取合适大小的万用板。由于为了安装方便，将桥式整流部分与控制电路部分分开在两块万用板上面。a. 焊接桥式整流部分，使用的是四个IN4004二极管；b. 焊接声音控制部分，根据要求选用放大倍数较大的三极管作为声音拾取部分的放大元件。c