声光控开关的设计与制作

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1、声光控开关的设计与制作【背景】:越来越智能化的社会，许多服务于人类的电器、电子产品等等不再人为的去操控，而是自动的满足人类的需要。其中声光控开关就是这样的产品。当声光控开关出现以后，人们就避免了因通过楼道或者一些街道时去寻找灯控开关的烦恼。甚至在漆黑的夜晚中寻找灯控开关出现碰伤。声光控开关的出现就避免了这些问题。只要是环境的亮度达到某个值，人们的脚步声就能打开声光控开关。声光控开关必须具备两个条件声光的作用才能开启。一是环境的亮度达到某个值，二是具有声响效果。声光控开关又具有节能、使用方便的优点，深受广大用户的喜爱。一、原理1.1传感器的概念传感

2、器（英文名称：transducer/sensor）是一种将生活中常见的的力、热、光、电、湿度、温度等非电量转换成一种可测量的电量的中间媒介［］。它是一种检测装置，能够检测到被测量物的一些信息，并将该信息按一定的规律转化成电信号或者其他所需的某种信号输出，以满足信息的传输、处理、存储和显示等。传感器是进行自动检测和自动控制的关键环节。传感器一般由敏感元件、基本转换电路、转换元件三部分组成，组成框图见图1。传感器转换元件基本转换电路敏感元件图1人们要想从外界获取信息，必须借助于人体感觉器官。但是仅靠人们自身的感觉器官，在研究一些自然现象和规律以及生产

3、生活活动中人体感觉器官的功能已经满足不了人们的需求了。为改变这种情况，就需要传感器装置。新信息时代的到来，世界开始进入大容量信息时代。在利用信息的过程中，最主要的就是要解决如何获取准确可靠的信息，而传感器就是获取自然界中信息的主要途径与手段。1.2传感器的作用•现代工农业生产尤其是在自动化生产过程中，就要用到各种传感器来检测和控制生产过程中的各个参数，使设备在正常状态或者最佳状态工作，并能生产出最好质量的产品。可以说，如果没有传感器，现代的工农业生产也就失去了支柱。•在一些基础学科领域中，传感器更具有重要的地位。随着现代科技的发展，已经进入了许多

4、新领域：比如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到mm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。另外，随着对深化物质的认识、开拓新的能源、新的材料等各种极端技术的研究，像超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取像这样大量人类感官无法直接获取的信息，没有一定的传感器是不可能实现的。1.3传感器的分类①根据输入物理量可分为：压力传感器、位移传感器、速度传感器、温度传感器等。②根据其工作原理可分为：电容式、电阻式、电感式、及电势式。③根据输出信号的性质可分为：数字式传感器和模拟式传感器。

5、即数字式传感器输出数字信号，模拟式传感器输出模拟信号。④根据能量转换原理可分为：无源传感器和有源传感器。1.4传感器的特性传感器的特性一般是指传感器的输入量和输出量之间的一种对应关系，通常分为两种：动态特性和静态特性。传感器的动态特性指传感器测量动态信号时，输出对输入的响应特性。动态特性好的传感器，其输出变化曲线可以完全再现输入变化曲线，即二者有相同的时间函数。通常根据标准输入特性来研究传感器的动态特性常见的基本动态系统：零阶传感器一阶传感器二阶传感器静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。也即当输入量为常量，或变化极慢时的

6、输入输出关系。1.5传感器的输入输出图取决于传感器本身，可通过传感器本身的改善来加以抑制，有时也可以对外界条件加以限制。稳定性(零漂)传感器温度供电各种干扰稳定性温漂分辨力冲击与振动电磁场线性滞后重复性灵敏度误差因素外界影响传感器输入输出作用图输出输入输出2、光敏传感器2.1光敏传感器的工作原理利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。 下图为光敏电阻结构，是在玻

7、璃底板上均匀地涂上薄薄的一层半导体物质，半导体的两端装上金属电极，使电极与半导体层可靠地点接触，然后，将它们压入塑料封装体内。为了防止周围介质的污染，在半导体光敏层上覆盖一层漆膜，漆膜成分的选择应该使它在光敏层最敏感的波长范围内射率最大。光敏电阻一般为半导体材料。  玻璃底板半导体电极图2图32、电路分析 图示为光敏电阻接线电路。把光敏电阻连接到外接电路中。在外加电压的作用下，用光照射可改变电路中电流的大小。光敏电阻在受到光的照射时，其导电性能增强，电阻值下降，流过光敏负载电阻RL的电流及其两端电压也随之变化。  图43、实际应用光敏传感器声光控

8、开关的结构框图 图5 声音信号与延整电 M非IC门时流子控光制电电开敏电路关阻图 1 、声光控开关节能灯控制电路方框图 2、 整机电路组