课程设计报告 声光控延时开关
声光控延时开关实验分析报告
声光控延时开关实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：数字电路实验报告实验项目：声光控延时开关学院：专业：年级：学号：姓名：（20 ---20 ）学年第学期声光控延时开关实验报告一、设计目的1、进一步掌握CD4011数字集成电路的工作原理和应用；2、学会如何选择主要元件及参数计算；3、进一步提高分析、设计和动手能力。
二、电路的工作原理声光控延时开关的电路原理图见图一所示。
电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门VD1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。
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，变为电子开关的开动作。
明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图二所示的方框图。
结合图二来分析图一。
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VT的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VD1)的2脚，R4、77是VT偏置电阻，C2是电源滤波电容。
为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RG等元件组成光控电路，R5和RG组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，即为高电平，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。
VD3和VD4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。
当C3充电到一定电平时，信号经与非门VD3、VD4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门VD3、VD4输出为低电平，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R1降压，C2滤波后即为电路的直流电源，为BM、VT、IC等供电。
毕业设计-声光控延时开关课设报告
毕业设计-声光控延时开关课设报告背景介绍:对于现代家居生活中，灯光必不可少。
然而普通的光控开关只是用来控制灯的开关，并不能很好地满足实际需求。
当人们在房间内行动或者已经离开房间时，光控开关的信号并不能准确地反应人们的需求。
根据此背景，一个能够同时控制声音和光线的延时开关就显得非常有意义和值得探索。
主要内容:声光延时开关是一个非常有意义的装置，它可以通过光线、声音的变化来控制灯的开关时间，解决之前普通光控开关不能很好反应人们需求的问题。
声光开关使用了光电导技术和电路技术，具有重要的现实意义。
部分技术细节如下：1.硬件设计硬件系统主要由光电二极管、嘴、音叉开关、运算放大器、继电器、电容器、电阻器和钨灯组成。
运用布朗管滤波原理和阻容滤波原理再加上合理的放大器设计，使信号不失真，从而保证系统的稳定性和灵敏度。
配合硬件设计，软件部分基于Cortex-M3内核，利用固件库实现数字信号处理。
通过对光电二极管的电流和电压进行采集，通过工具箱实现信号滤波及其波形输出显示。
此外，采用定时器的各种操作实现系统对外部传感器信号的延时控制。
3.系统测试经过重重测试后，声光延时开关在实际使用中具有显著的稳定性和灵敏度，开关输出的时间准确性高，使得照明系统能够在不同时间适时自动开关，让用户体验到前所未有的智能化的便利。
4. 结论声光延时开关是一种创新型的照明系统，实现了家庭灯光和开关的智能供电,为家庭生活带来了极大地便利。
它不仅解决了普通光控开关不能很好反应人们需求的问题，还提高了人们整体生活水平，以科技提高生活品质的理念，为未来的发展留下了巨大的空间和市场机会。
展望未来在未来，随着物联网的快速发展，智能家居将成为家庭生活的主流趋势。
声光延时开关只是其中一个缩影，未来还会有更多的照明系统出现，更多智能电器被广泛使用。
因此，我们需要更多优秀工程师的加入和持续的努力，推动“智能生活”的进一步发展！。
声控开关课程设计报告
贵州航天职业技术学院设计题目声光控开关学生专业班级飞行器学生姓名（学号）刘伦春（A103GZ042050101）指导教师喻尤芬完成时间 2011年11月17日实习（设计）地点电子系实验室2011 年 11 月 17 日一、课程设计目的和任务设计目的：掌握光敏传感器及其电路应用原理设计任务：声光控延时开关采用行人脚步，拍手或咳嗽声来控制灯的开启。
灯光延时一定时间自动关闭。
白天光线强时将其闭锁，即使有行人的脚步声开关始终处于闭锁状态也不会开启。
实现声来灯亮、声离灯灭，在灯头上装上白炽灯安装在走廊、楼梯间或厕所里，白天不亮，晚上只要你发出声响灯就亮20秒，人离开后灯熄灭。
设计要求：（1）了解声光控延时开关电路的组成及工作原理。
（2）熟悉驻极体话筒和光敏电阻器的特性。
（3）学习声光控延时开关电路设计。
（4）光线暗时，声音触发开关接通灯亮，延时一定时间（20秒左右）后自动熄灭二、分析与设计 1. 设计任务分析声光控开关电路应由电源电路、声控电路、光控电路、延时电子开关电路四大部分组成。
如图：1 声光控延时开关实现在白天呈关闭状态，只有在晚上且存在声响情况下（如人的脚步声等）才开启，开启后延时一段时间后又能自动关闭。
2. 设计方案论证：通过查阅资料，得到当外部条件变化（天色变暗、有明显声响）时，光敏和声敏元件电位及电阻明显变化，微弱信号经放大器放大后足以使的控制开关开启，是电路导通。
我认为此设计方案可行。
3. 详细设计：1. 电路工作原理：开关电路中声音检测采用驻极体话筒Mk1。
当话筒MIC 接收声响信号,控制亮灭。
亮度检测由光敏电阻R G 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其中一个直接用为2输入端与非门作为判别电路，开关采用可控硅D5。
二极管D1~D4与可控硅D5组成可控整流电路，当D5导通时，灯泡发亮；D5截止时，灯泡熄灭。
白天时，光敏电阻R G 受光照呈低阻态，CD4011输出○11脚始终为高电平。
声光控延时开关课程设计报告
青岛农业大学理学与信息科学学院传感器原理及应用课程设计报告设计题目声光控延时开关课程设计学生专业班级电子信息工程学生姓名（学号）梁化豪（20112755）指导教师车晓岩完成时间 2014/9/22 实习（设计）地点理信学院硬件实验室2014 年 9 月 23 日一、课程设计目的和任务课程目的：1．根据课程要求设计一个声光控延时节能开关，在光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮；只有在黑暗的情况下，发出声音时，灯会自动点亮，并有一定的延时功能，以达到实用节能的目的。
2．要求电路能够通过光亮强度的感应以及声音强度的大小控制照明灯的亮灭。
课程任务：1．根据要求选择设计方案，写出详细的设计过程。
2．学习掌握焊接技术以及电路元件的装配。
熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。
二、分析与设计1.设计任务分析：主要电路由整流稳压电路构成，可控硅开关选用PCR406，话筒放大电路，光敏控制电路，音频放大电路，检波电路，延时电路构成。
声光控延时开关利用声音和光来控制开关的开启，若干分钟后延时开关“自动关闭"。
整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。
通过话筒将将声音信号转化为电信号控制电路开关。
2.实验原理及原理图：色环电阻的识别：颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色有效0 1 2 3 4 5 6 7 8 9数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -1 -210的次方允许误差±1 ±2±0.5±0.2±0.1±5 ±10 ±20 可控开关PCR406：起开关作用，A、K两极并联在整流电路的输出端，作为负载，G极受控制电路的控制，当G得到一个高电压时可控硅导通，灯亮；高电压消失可控硅断开，灯灭。
整流稳压电路：由桥式整流电路，9.1v二极管稳压电路和滤波电容c1构成。
R1为分压电阻，VS稳压二极管输出9.1V稳定直流电压，为后级电路提供工作电源。
延时声光控开关课程设计
延时声光控开关课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解延时声光控开关的工作原理，掌握相关电子元件的功能和连接方式。
2. 学生能描述延时声光控开关在生活中的应用，了解其节能环保意义。
技能目标：1. 学生能正确使用万用表、电烙铁等工具，进行电路元件的测量和焊接。
2. 学生能按照电路图，独立完成延时声光控开关的组装和调试。
3. 学生能运用所学知识，解决实际问题，对延时声光控开关进行优化和改进。
情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电子技术的兴趣和爱好，增强实践操作能力。
2. 学生能认识到延时声光控开关在节能环保方面的作用，提高环保意识。
3. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，学会分享和交流，提高沟通能力。
课程性质：本课程为电子技术领域的高年级实践课程，结合学生的年龄特点和知识水平，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：高年级学生具有一定的电子技术基础，对实践操作有较高的兴趣和热情，具备一定的分析问题和解决问题的能力。
教学要求：教师应引导学生掌握基础知识，注重实践操作，鼓励学生提出问题、解决问题，培养学生的创新思维和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容紧密围绕课程目标，结合教材以下章节：1. 电子元件基础知识：介绍常用的电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等，分析其在延时声光控开关中的作用。
2. 声光控开关原理：讲解延时声光控开关的工作原理，包括声音检测、光强检测、延时控制等模块。
3. 电路图的识别与绘制：学习电路图的基本符号，掌握延时声光控开关电路图的识别与绘制方法。
4. 实践操作：指导学生进行延时声光控开关的组装、调试与优化。
具体教学内容安排如下：1. 第一周：电子元件基础知识学习，了解延时声光控开关的原理。
2. 第二周：学习电路图的识别与绘制，分析延时声光控开关电路图。
3. 第三周：分组讨论，确定延时声光控开关的组装方案。
声光控延时开关实验报告
一、实验目的1. 理解声光控延时开关的工作原理。
2. 掌握声光控延时开关电路的设计与搭建。
3. 通过实验验证声光控延时开关的功能和性能。
二、实验原理声光控延时开关是一种利用声音和光线变化来控制电路实现特定功能的电子学控制方法。
其基本原理如下：1. 声控部分：通过驻极体话筒采集声音信号，将其转换为电信号，经过放大处理后，输出控制信号。
2. 光控部分：利用光敏电阻检测环境光线强度，当光线强度低于设定阈值时，输出低电平信号；当光线强度高于设定阈值时，输出高电平信号。
3. 延时电路：当声控和光控信号同时满足条件时，延时电路开始计时，经过设定时间后，输出高电平信号控制继电器或电子开关动作，实现开关控制。
三、实验器材1. 驻极体话筒2. 光敏电阻3. 555定时器4. 继电器5. LED灯6. 电阻7. 电容8. 面包板9. 电源四、实验步骤1. 搭建电路：按照电路图连接驻极体话筒、光敏电阻、555定时器、继电器、LED 灯等元器件，并确保连接正确。
2. 调试电路：将电路接入电源，调整光敏电阻的阻值，使电路在光线较强时处于关闭状态，在光线较弱时处于开启状态。
3. 测试电路：在光线较暗的环境下，通过拍手或说话等方式触发声控信号，观察LED灯是否点亮。
同时，在LED灯点亮后，观察延时时间是否满足要求。
4. 调整延时时间：通过调整555定时器的外接电阻和电容，改变延时时间。
五、实验结果与分析1. 实验结果：经过搭建和调试，成功实现了声光控延时开关的功能。
在光线较暗的环境下，通过声音触发，LED灯点亮，并在设定时间后自动熄灭。
2. 分析：声光控延时开关电路的设计较为简单，元器件选用合理，性能稳定。
实验过程中，通过调整光敏电阻的阻值和555定时器的外接电阻和电容，实现了对开关控制和延时时间的控制。
六、实验结论1. 声光控延时开关是一种利用声音和光线变化来控制电路实现特定功能的电子学控制方法，具有节能、环保等优点。
2. 声光控延时开关电路的设计和搭建相对简单，元器件选用合理，性能稳定。
声光控延时开关实验报告
声光控延时开关实验报告实验报告：声光控延时开关引言：声光控延时开关是一种能够根据环境中的声音和光线进行开关控制的装置。
它可以应用于许多领域，如自动照明控制、声光报警等。
本实验旨在通过搭建声光控延时开关的电路，并观察其实际效果，以加深我们对于电路原理和电子元器件的理解。
实验材料：1.电源（直流电源或电池）2.实验电路板3.电位器4.NPN双极性晶体管5.光敏二极管6.贴片电容7.蜂鸣器8.电容9.电阻10.变阻器11.LED灯实验步骤：1.将电位器和贴片电容连接到实验电路板的相应位置，并将其引出连接线。
2.将NPN双极性晶体管的发射极（E）连接到地线（GND），基极（B）连接到贴片电容一端，集电极（C）连接到电池正极。
3.将光敏二极管连接到电位器的另一端，并将其阳极与电池正极连接。
4.将蜂鸣器连接到电位器的中间位置，并将其一个端口连接到地线。
5.将电压表或示波器连接到电位器的中间位置，以测量声音信号的变化。
6.将LED灯连接到贴片电容的另一端，以便观察光线控制的效果。
结果和讨论：通过实验我们可以观察到以下现象：1.光敏二极管对光的敏感性：当光线照射到光敏二极管时，电路会响起蜂鸣器，LED灯会亮起；如果没有光照射到光敏二极管，电路则没有反应。
这表明光敏二极管对光的敏感性非常高，可以被用作探测光线的元件。
2.声音信号对电路的影响：通过改变电位器的阻值，我们可以调整电路对声音信号的敏感程度。
当电路接收到较强的声音信号时，蜂鸣器会响起，LLED灯也会亮起。
当声音信号较弱或没有声音时，蜂鸣器将停止响起，LED灯也会熄灭。
这表明电位器可以用来调整声音信号的阈值，从而控制电路的响应。
通过以上观察结果，我们可以得出结论：声光控延时开关是一个基于声音和光线信号的控制装置。
当光敏二极管接收到光线信号时，电路会对声音信号做出反应，通过蜂鸣器和LED灯来提醒用户。
同时，我们还可以通过调整电位器的阻值，改变电路的敏感度和触发阈值，实现不同环境条件下的自动控制。
声光控延时开关
课程设计报告课程名称：电子技术课程设计设计题目：声光控延时开关院系：班级：学号：指导教师：时间：摘要光控灯和声光控灯是居家照明的重要组成部分（如楼道、卫生间、小巷等），它们的出现使我们的生活方便许多，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、没人关浪费能源的现象。
此次设计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，在此基础上结合数字电子技术的优点，引入拾音器将声控功能加如其中，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。
目录第1章绪论 (3)第2章设计方案 (4)第3章电路设计 (5)3.1 单元电路设计 (5)3.2 总体电路设计 (7)第4章软件设计 (8)第5章电路调试与程序测试 (9)第6章总结 (10)第1章绪论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灯组合而成。
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，基于此目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，未来将光芒耀眼，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，白天或光线较强时，开关电路为自锁状态，LED灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关自动打开，LED灯亮，从而实现了白天自动熄灭夜间自动打开的目的，节省了人为的控制。
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声光控延时开关的设计
目录
一、设计作用及目的 (2)
1．设计作用 (2)
2．设计目的 (3)
二、设计具体要求 (3)
三、声光控延时开关的实现 (4)
1．系统概述 (4)
2．各部分工作原理 (5)
3．电路仿真 (9)
四、心得体会 (15)
五、附录：元器件明细表 (16)
六、参考文献 (17)
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声光控延时开关的设计
一、设计作用及目的
1、设计作用
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、安装方便的声光双控白炽灯节能自动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，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，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。
2、设计目的
(1)使学生进一步掌握模拟电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析能力；
(2)培养根据课题需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。
通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法；
(3)通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件，初步掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；
(4)熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工
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作打下一定的基础；
(5)了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，能按设计任务书的要求，完成设计任务，正确地反映设计与实验的成果，正确地绘制电路图。
二、设计具体要求
1.能够通过照明灯开关对光线强弱的感应和通过照明灯开关对声强的感应设置两级开关，控制照明灯的亮灭。
2.能够实现有光线时灭，无光线有声时亮。
3.在灯亮一段时间（1～3min）后自动熄灭；
4.在照明灯点亮期间又有新的声源出现，照明灯重新开启。
5.电源为220v市电，控制对象为30w灯泡；
6.总设计画出电路原理框图；
7.利用仿真软件进行电路仿真，列出原件明细表。
三、声光控延时开关的实现
1．系统概述
系统分为电源电路、控制部分和延迟开关部分，示意图如图1所示：
图 1 系统示意图
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2．各部分工作原理
（1）电源电路：
由D1~D6、R1、C1构成，如图2标注，D1~D4为整流电路，R1为限流电阻、电容C2滤去交流分量并储存一定的电能，为延时提供电压，稳压管D6起限压作用。
图 2 电源电路
（2）声光控部分：
电路通过光信号和声音信号控制，分别使电路中的三极管处于截止放大或者饱和状态，从而控制部分特殊点的电位达到
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声光控的目的。
如图3所示为静态工作点示意图，三极管处于放大状态时，U be处于0.4V~0.7V之间。
图 3 三极管静态工作点示意图
光控由光敏电阻模拟，声控由压电陶瓷片模拟，电路中光敏电阻用RG1和RG2串联代替，压电陶瓷片由函数信号发生器代替。
如图4所示。
图 4 模拟声光控
白天在光线的作用下光敏电阻很小，此时即RG2被短路只剩下较小的电阻RG1，如图5所示。
此时T2基极电位变低而处于截止状态，即使函数信号发生器发出信号（模拟有声音信号情况）也不能通过T2向后放大。
同时PNP型管T3也截止，电容C4两端电压很小，可控硅VS处于截止状态，灯不亮。
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图 5 有光照时模拟
晚上，RG1和RG2串联保持高电阻，其上端电位升高，T2进入放大区，可以接收并放大声音信号（信号发生器发出信号模拟）。
在无声音信号时，T3处于截止状态，灯不亮。
有声音信号时，信号发生器发出信号，首先通过T1放大，然后经R5与C3出，使T2的基极电位升高，T2、T3随之导通，正电源就通过T3、D7向电容C4充电，使C4两端电压升高，升至可控硅VS的触发电平时，VS就就由关断态进入导通态，灯亮。
（3）延时关断部分：
延时关断部分主要由R10、C4、C1成，如图6所示。
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图 6 延时部分
电容电荷释放示意图如图7所示。
图 7 电容电荷释放示意图
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灯延迟关断过程：
灯亮时，由D1~D4、组成的开关主回路就有较大的电流通
过，VS导通后，VS两端电压跌落，由T1~T3均转为截止态，此时C4储存的电荷将通过R10释放，电容电荷释放示意图如图表13所示。
使C4两端电压逐渐下降，当降至VS门极的触发电平，VS在交流电过零时即关断，电灯X1随之熄灭。
由公式
u(t)=u(∞)+[u(0+)- u(∞)]·e-(t/ζ)，
代入u(∞)=0V，u(0+)=13V，u(t)=5V
计算得t=179.6s为延迟关断时间。
若环境再有响声，则电灯再次被点亮，重复上述过程。
3．电路仿真
(1)电源电路仿真
220V交流电通过电灯，经过D1~D4整流后，电容C2滤去交流分量，D6为稳压值24V的稳压二极管，保证后方电路电压不超过24V。
D1~D4为整流电路，整流前后波形如图8所示；
稳压管D6起稳压作用。
稳压波形如图9所示。
稳压电路最终电压24V为后面的声光控电路提供合适的静态工作点，也是延时关断部分进行充放电必不可少的。
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图 8 整流波形
图 9 稳压波形
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(2) 声光控部分电路仿真
白天有光照时光敏电阻减小，RG2被短路，如图10所示，T2、T3两管be间电压都很小，两管均截止，仿真如图所示，C4两端电压很小，不能使可控硅VS导通，灯不亮。
图 10 白天有光仿真
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