声光控制开关设计说明书

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1、广西工学院课程设计广西工学院电子技术课程设计说明书课题名称___声光控制开关设计___________________________系别__信息与计算科学系__专业_电子信息科学与技术_班级电科071学号200700902029姓名黄征指导教师______刘青正______2009年9月21日9广西工学院课程设计目录1绪论1.1设计要求1.1.1研究的目的及意义1.1.2主要研究方向和要求1.1.3基本思路1.2电路工作原理1.2.1电路原理1.2.2基本系统1.2.3元件的选择1.3电路仿真1.4电路板的制作与元件的安装及调试1.4.1安装制作1

2、.4.2调试2PCB图3结论4致谢5参考文献9广西工学院课程设计1绪论1.1设计要求1.1.1研究的目的及意义声光控制延时开关可以代替住宅小区或办公大楼内楼道上电灯手动的开关。天黑有人走过楼梯通道时，当有脚步声或其它声音（如人的说话声或拍手声）时，楼道灯会接收到感应自动点亮，提供照明，当人们走远后进入家门或走出公寓，此时楼道灯延时一段时间后会自动熄灭。在白天，即使有声音。楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控制延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等许多公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，也不像以

3、往的手动开关那样易于损坏，为人们生活和工作提供了更大方便，适合于许多地方安装应用。1.1.2主要研究方向和要求方向：传感器技术研究+数字电路技术研究要求：1．光线较强或无声音，开关关闭；2．光线较弱并且有声音，开关闭合，延时十秒后自动断开开关；3．器件：功率集成电路+分立元件；4．仿真设计与硬件设计1.1.3基本思路顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启”，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开关动作。明确了电路的信号流向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元。电路中的主要元器件

4、是使用了数字集成电路CD4011。其内部含有4个独立的与非门D1～D4，电路结构简单，可靠性高。9广西工学院课程设计1.2电路工作原理1.2.1电路原理为了使声光控开关在白天开关断开，即由光敏电阻RG等元件组成光控电路。R6和RG组成串联分压电路，夜晚无环境光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，则与非门D1的1脚为高电平“1”。通过与非门D1则为低电平“0”。再通过二极管D1输入到控制门D4的13脚，也为低电平“0”。使声光控电路工作具备了光控条件。白天较强的环境使RG的阻值很小。RG两端的电压几乎为0，即为低电平“0”，则与非门D1的1脚为低

5、电平“0”，使声光控电路不具备光控条件，电子开关处于断开状态。当夜晚．同时又有外界声音信号时，控制门(与非门)D4的输入端，有一端为低电平“0”，输出为高电平“1”。使单向可控硅导通，电子开关闭合；同时给C3充电，C3和R5构成延时电路．延时时间T=2πR5C3，改变R5或C3的值，可改变延时时间，满足不同的延时要求，C3充满电后只向R5放电，当放电到一定电平时，与非门D2的输入端5、6脚为低电平，输出为高电平．与非门的12脚为高电平“1”，同时没有声音信号时与非门的13脚也为高电平“1”，与非门D4，的两个输入端为高电平，则它的输出为低电平“0”，

6、使单向可控硅截止。电子开关断开。完成一次完整的电子开关由开到关的过程。二极管VD1-VD4将交流220V进行桥式整流．变成脉动直流电。又经R9降压，C4滤波后即为电路的直流电源，为BM、IC等供电。其电路原理图如图1所示，9广西工学院课程设计1.2.2基本系统声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到D3进行电压放大，与非门D3此时是一个放大电路，放大的信号送到R3的一端。R3、R4构成分压电路，并接到控制门D4的13脚，作为声控信号。当有声音信号时，IC的10脚为高电平“1”，则R3、R4的中间分压为低电平“0”，即

7、控制门D4的13脚为低电平。其基本系统如图2所示，感光RG检音BM延时R5,C3反相D1放大,反相D3整形D2控制门D4电子开关T灯L1图21.2.3元件的选择IC选用CMOS数字集成电路CD4011，CD4011有四个独立的与非门电路，内部功能见图3，Vss是电源的负极，VDD是电源的正极。可控硅T选用1A／400V的进口单向可控硅1006型，如负载电流大可选用3A、6A、10A等规格的单向可控硅，它的测量方法是：用RX1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，这时表有读数，黑表笔马上离开这时表仍有读数

8、(注意触控制极时正负表笔是始终连接的)说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法