电工电子技术课程设计---声光控开关的设计

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1、电工电子技术课程设计课程名称：电工电子技术课题名称：声光控开关的设计专业班级：姓名：学号：指导教师：2012年12月10日8目录第一章设计目的及意义-----------------------------------------------------2第二章设计任务及要求-----------------------------------------------------2第三章声光控开关框架介绍------------------------------------------------3第四章声光控开关电路介绍------

2、------------------------------------------4第五章原件清单---------------------------------------------------------------6致谢---------------------------------------------------------------------------------7参考文献---------------------------------------------------------------------

3、------88第一章设计目的及意义公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关，由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象，故使灯泡寿命短，浪费电量，为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研究一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光控开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后

4、，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，光线达到一定照度，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。这样既方便又经济！第二章设计任务及要求1、该开关具有光控功能，在一定照度下才能工作，照度可调；2、具有声控功能，在照度满要求的情况下，一有声响便自动工作；工作时间可调。拓展要求：尽量提高灵敏度。8第三章声光控开关框架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，开关面板表面装有光敏电阻，内部装有话简。如图3

5、.1所示，声音通过话筒检测，在较暗的情况下，话筒检测到声音，通过判别电路判别后，有延时电路和开关电路控制开关闭合控制灯泡点亮，延时几十秒后开关断开控制灯泡熄灭；亮度通过光敏电阻检测，受光照时呈低阻态，通过判别电路和延时电路使开关不会闭合，即使话筒检测到声音也不会闭合，而在黑暗条件下，光敏电阻呈高阻态，此时声音检测才会有效。以此声音和亮度检测配合来实现声光控。图3.1声光控开关原理图8第四章声光控开关电路介绍声光控电路如图4.1所示，芯片选用CD4011，CD4011是一个包含4个与非门的CMOS电路，每个与非门有2个输入端一个输出端。当

6、两输入端有一个输入为0，输出就为0。只有当输入均为1时，输出才为1。这符合第三章里声光控的配合原理。图4.1声光控开关电路图如图4.1所示，开关电路中声音检测采用驻极体话筒MIC，三极管T2组成放大器。无声响静态时T2是处于饱和导通状态，当有声响时，话筒MIC接收声响信号，可使T2截止。亮度检测由光敏电阻RG完成。电路使用的CMOS数字集成电路CD4011，内含有四个2输入端与非门。CD4011中除其中一个直接用为2输入端与非门作为判别电路外，其余三个均接成反相器作放大器用。D6、R6、C4组成延时电路。开关采用可控硅T1。二极管D1~

7、D4与可控硅T1组成可控整流电路，当T1导通时，灯泡LAMP发亮；T1截止时，灯泡熄灭。白天时，光敏电阻RG受光照呈低阻态，CD4011（13）脚始终为低电平。这时不管CD4011（12）脚为高电平（有响声使T2截止）还是低电平（无声响T2饱和导通），与非门输出（11）脚始终为高电平。经三次反相后，（10）脚输出为低电平，可控硅T1截止，灯泡不亮。可见由于光敏电阻RG受光照作用，白天灯泡一直不会亮。晚上天黑时，光敏电阻RG无光照呈高阻态，CD4011（13）脚始终为高电平。这时如果无声响，T2饱和导通，（12）脚为低电平，则与非门输出（

8、11）脚仍然为高电平，电路状态与白天相同。但当有声响发生时，话筒MIC接收声响信号使T2截止，（12）脚为高电平，与非门输出（11）8脚变为低电平，经一级反相放大后，（3）脚输出高电平。此时（3）脚输出的高