【精品】声光控彩灯课程设计论文.doc

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1、题目：声光控彩灯院(系丄电子信息工程专业：应用电子技术班级：10级应用电子(2)班学生姓名：李万鹏学号：2010301050208引言随着现代科学技术的发展，越来越多的高科技节能产品出现在我们生活的方方面面，声控灯、光控灯是居家照明的重要组成部分，光控灯是由光控开关和LED灯组合血成。声控灯由麦克风，放大电路和LED灯组成。在地球资源日渐衰竭的今日，环保、节能是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，基于此H的的研发工作更是趋向环保、节能的特性上著眼。因此，开发新型高效、节能、寿命长、环保的电路对居家

2、照明节能具有十分重要的意义。由此声控、光控LED灯的诸多优点在现在正逐渐取代传统的照明设备，是照明产品的新兴光源，有「绿色照明」光源之称，未来将光芒権眼，发展潜力无限。声控、光控LED具有节能、体积小、发热量低、寿命长、耗电量小、反应速度快、易控制等众多优点，极大的满足了人们日常生活的需要，因此十分被灯饰业者看好。光控灯，安装方便，使用寿命长。集光学、材料和电路技术为一体组成的自动照明开关，白天或光线较强吋，开关电路为自锁状态，LED灯不亮，半光线黑喑吋或晚丄来临吋，开关自动打开，LED灯亮，从而实现了白天口动熄灭夜

3、问口动打开的H的，节省了人为的控制。声光控集声控、光控、延吋自动控制技术为一体，内置声音感应元件，光效感应元件,白天光线较强吋，受光控口锁，有声响也不通电开灯；肖傍晚环境光线变暗后，开关口动进入待机状态，遇有说话声、脚步声等声响吋，会立即通电,亮灯，延吋半分钟后自动断电；能延长灯泡寿命6倍以上，节电率达90%。二者都为人们的日常生活提供诸多方便。本文的主要内容包括：通过模拟电子技术的学习，提出了一种基于晶体三极管工作状态的系统设计方法，结合光敏电阻的随着外部环境的阻值改变的特性，给出光控灯的设计方案，在此基础上结合数

4、字电子技术的优点，引入拾音器将声控功能加如其屮，同时实现声控和光控，以下给出了二者详细的设计过程，包括软件设计、软件仿真，以及测试和实验结果。第一章声光控电路光控灯，即在有光或光照比较强的吋候，发光二极管不发光，在无光照或者光照弱的情况下，发光二极管发光。1.1光控灯的原理要设计光控灯，首先要掌握光敏电阻的特性，光敏电阻乂称光导管，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化钮等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下（光敏电阻器对光的

5、敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4〜0.76）Um的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化），其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。经测量随着外部环境的改变，本次所用光敏电阻阻值的变化范围为2K-3M,即在有光照射吋电阻阻值下降，无光照吋阻值上升，根据这一特性可以控制三极管工作状态进而控制灯的亮灭的电

6、路。三极管工作状态分为放大、截止和饱和。当工作在放大区吋，发射极正偏，集电极反偏；当工作在截止区吋，发射极和集电极均反偏；肖工作在饱和状态时，发射极和集电极均正偏。同吋三级管有两种材料做成，一种为硅管，其正偏发射结导通电压为0.7V；一种为铐管，其正偏发射结导通电压为0.3VO三极管种类有NPN和PNP两种，木次课设用到的三极管为NPN型硅管9014o实际生活屮的声控灯是在光线很喑和有声音吋候灯亮起来，延吋一段吋间后自动熄灭，在光线充足或没有声音的吋则不会亮起，要达到这个效果，需要用到光控和声控两部分电路。1.2声控

7、灯的原理电路原理图如图2.1所示，电路由光控部分，声控部分，放大电路，CD4011与非门,延时部分组成。白天或夜晚光线较亮时光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分，电路能否接通取决于声音信号的强弱，当声强达到一定强度（不小于CD4011的开门电压）电路自动接通，点亮LED灯，并开始延时，延时时间到，开关自动断开，等待下一次声音信号触发。这样，该电路通过对环境声光信号的监测和处理，完成电路开断的自动开关控制。1.3参考电路电路屮三极管在声音信号的触发

8、下起着放大开关作用，电路也可以用运放或构成，VCCI图22运放的输出直接接到555芯片，由555芯片构成单稳态电路延吋，但是这样不容易将光控功能加到其屮，而且用到两个芯片，增加了成本。所以选择了以下电路。图2」图2.3电路分为光控电路，声控电路，逻辑电平翻转及触发电路和延吋电路几个基本电路：1・4光控电路如图2.2所示,由R4和R9组成,其中R