传感器技术与应用+许磊+电子资源 34声光灯控器的电路搭建-项目实施任务书.doc

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1、项目实施任务书声光灯控器的电路搭建任务描述声光灯控器是声光双控电路的核心控制部分，它避免了繁琐的人工开灯，同时具有自动延时熄灭的功能，无机械触点、无火花、寿命长；在楼道灯、家庭庭院照明、公众商业照明、夜灯等场合有着广泛的应用。它能大幅度降低灯泡通电时间，延长灯泡寿命6倍以上，节电率达90%；既可避免摸黑找开关造成的摔伤碰伤，又可杜绝楼道灯有人开、没人关的现象。声光灯控器的典型电路已经成熟，但是具体的参数需要结合应用场合进行设置。请通过分析光控回路可能受到的环境影响选定光控回路分压电阻，根据应用要求选定延时电路元件参数，并分析论证声光灯

2、控器电路逻辑。照明光控器的灯亮的延时时间应该为20s，逻辑必须是“与”逻辑。1、任务内容要求：（1）确定光控回路分压电阻如Error!Referencesourcenotfound.所示，已知电源电压为5V，光敏电阻在应用环境下亮电阻20K，暗电阻1M。光控回路的后续逻辑电路需要的高电平电压≥3.5V，低电平电压≤1.5V。则分压电阻的阻值选择区间可以确定为：最小值（）——最大值（）完成下列电阻选择中的考虑事项阐述：当白天出现阴雨天气，光照强度低于光敏电阻的测试标准，则光敏电阻的阻值将比亮电阻（）（填入大/小，以下类似）。如果选择的分

3、压电阻偏（），则容易出现白天也亮灯的情形。由于夜晚存在各种杂散光，光照强度高于光敏电阻的测试标准，则光敏电阻的阻值将比亮电阻（）。如果选择的分压电阻偏（），则容易出现夜晚灯不亮的情形。综合以上考虑，选择最佳的电阻值为（），因为这样的选择可以容忍光敏电阻的亮电阻和暗电阻最多（）%的异常变化。（2）延时电路元件参数选择在声光双控灯受控亮起后，外界没有新的声音刺激，但是仍需要照明一段时间，便于行人经过。该时间由延时电路的放电时间确定。①RC回路充放电过程所需时间为t=RC*ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]，其中V0为电容上的初始电压值

4、；V1为电容最终可充到或放到的电压值；Vt为t时刻电容上的电压值。在延时电路的放电阶段，初始电压为电源电压5V，放电最终电压为0V，视为进入低电平的电压为1.5V。如需该电路的放电时间20秒，则计算需要电阻和电容的参数乘积RC=（）并对常用规格的电解电容和碳膜电阻参数进行调研，给出一种误差尽量小的组合。表4.1选定的延时电路参数R8C3R8*C3与理想值的差距%②绘制延时模块电路图如下图4.1。将调研获得的电阻电容值输入，对电路施加5V/0V矩形波信号源，进行瞬态分析，用示波器观察延时电路工作波形特点，记录仿真的放电时间以及与理想目标

5、的误差。5图4.1延时电路仿真图（3）控制电路逻辑分析逻辑控制电路中CD4011的接法等效于图4.2。在1、2端口输入周期不同的方波信号，可以构成高低电平的不同组合，模拟实际中声音有无、光线有无的不同组合。观察记录各级与非门的输出结果，并绘制出声光灯控器组合逻辑图。结合该时序图，通过仿真分析在1、2端口处于何种状态、代表哪种实际环境时，最终输出端11才会输出高电平，打开后续电路的开关。图4.2逻辑判断仿真图2、任务开展要求：（1）分组讨论完成，每组3~5人；（2）所需资料自行收集。3、任务提交资料：（1）任务计划报告：包括但不限于任务

6、目标、任务内容、分工计划（包括分工理由）；（2）声光灯控器电路的分析报告：包括但不限于【任务内容要求（1）~（3）】中的内容（附电路仿真源码）；（3）声光灯控器电路分析汇报PPT；（4）能证明每个组员参与本任务的实证资料（参与任务的相关工作内容记录、图片、音视频等）。4、任务目标：通过本次任务，要求学员能：（1）仪器光敏电阻控制电路（2）可控硅晶体闸5（3）延时电路元件参数（4）声光双控灯控制组合逻辑（5）报告编写规范性（6）口头表达的完整性与清晰度（7）组内分工合理性（8）经验总结情况（9）工作作风评价任务资讯1、典型声光灯控器电路

7、基本原理2、声控部分电路工作原理3、光控部分电路工作原理4、逻辑判断和延时电路工作原理5、整流电路工作原理任务准备一、声光灯控电路仿真前准备理解典型声光灯控电路的基本工作原理；熟悉电路仿真软件Multisim的基本使用方法。二、仪表与工具在该任务实施过程中需要具备的工具：（1）仪表：无。（2）工具：装配有Multisim电路仿真软件的电脑。（3）提交文档：任务计划报告；声光灯控器电路的分析报告；声光灯控器电路分析汇报PPT；能证明每个组员参与本任务的实证资料。三、教学材料（1）教材：《传感器技术与应用》（2）教学资源：电子教材、教学课

8、件、文献资源等声光灯控器电路搭建分析步骤5一、确定光控回路的分压电阻：光控电路的核心元件为光敏电阻。在光线较暗时，光敏电阻呈高阻态；在光线较亮时，光敏电阻呈低阻态。光控电路由光敏电阻器RG，电阻器R5和CD4011中的D