声光控延时开关设计
声光控延时开关设计
--声光控延时开关目录第一章声光控延时开关的实现 (2)1.1系统概述 (2)1.2各部分工作原理 (3)1.2.1电源电路 (3)1.2.2声光控部分 (4)1.2.3延时关断部分 (8)1.3 电路仿真 (8)1.3.1电源电路仿真 (9)1.3.2 声光控部分电路仿真 (11)1.3.3 延迟关断部分仿真 (13)第二章心得体会及建议 (15)第三章附录 (16)第四章参考文献 (17)- .第一章 声光控延时开关的实现1.1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1.1 电源电路组成框图--图1.2 声光控延时开关组成框图1.2各部分工作原理1.2.1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C1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起稳压作用。
- .图2 电源电路1.2.2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，Ube处于0.4V~0.7V之间。
--图1 三极管静态工作点示意图模拟声光，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 声光控模拟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Q2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Q2向后放大。
同时PNP型管Q3也截止，电容C4错误!未找到引用源。
两端电压很小，可控硅SCR处于截止状态，灯不亮。
--图2 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，Q2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）。
声光控路灯延时开关的设计与制作资料.doc
声光控路灯延时开关的设计与制作资料1声光控路灯延时开关的设计与制作声光控开关具有很多实际意义：一是省电，灯泡大部分时间不工作，因此节电效率很高，达80%左右；二是方便，首先，不用接触，全自动智能控制；另外，接线简单、安装方便，是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。
再者，随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关。
目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品。
设计方框图声光控开关在晚上且有声音时使灯泡亮，其它情况下灯泡不亮。
它由电源电路、声光处理电路和控制电路组成。
电路方框图如图2-1所示。
图2-1 设计方框图声光处理电路设计声光处理电路就是对采集到的声音和光进行处理后提供给控制电路。
声音放大电路声音放大电路的核心元器件是三极管，三极管的工作方式有三种分别是共射电路、共集电路、共基电路。
1．共射电路共射电路如图2-2所示，其中三极管V 是电路的核心，起放大的作用。
电源电路声光处理电路控制电路照明灯市电图2-2 共射放大电路直流电源V CC一方面通过R C、R b为三极管提供合适的静态偏置电压，另一方面为电路提供能量，一般为几伏至几十伏。
其中C1、C2为耦合电容，起到传递交流，隔断直流的作用。
C1、C2一般为电解电容器，一般为几微法到几十微法。
Rc是集电极直流负载电阻，保证三极管有合适的静态偏置外，还可将三极管的电流信号转换成电压信号。
R c一般为几百欧到几千欧。
信号有三极管的基极输入、输出。
基极与发射极构成输出回路，而发射极是输出、输入的公共端，共射工作方式具有电压和电流的放大作用，放大关系是U0=βU i，电流同样如此。
3-1 声光控延时开关电路原理图的绘制
AXIAL0.4 RES2
R2
R3 R4 R5
AXIAL0.4 RES2
AXIAL0.4 RES2 AXIAL0.4 RES2 AXIAL0.4 RES2
R6
R7 R8 C2 C3
AXIAL0.4 RES2
AXIAL0.4 RES2 AXIAL0.4 RES2 RB.1/.2 RB.1/.2 ELECTRO1 ELECTRO1
定西理工中专电子技术教研组
Protel 99SE电路设计与制版课件
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执行上述操作后，就会出现如图6-3所示的网络表文件生成对话框。在 该对话框中可以设置网络表文件的输出格式、网络识别范围、网络信 息来源等内容，设置完成后单击OK按钮进行确认。
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5.放置印制电路板布线符号
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6. 生成网络表文件
网络表文件大致包括元件声明和网络定义两大部分内容，前者以 字符“[”和“]”作为一个元件声明的起始和结尾标志；后者则以 “(”和“)”作为一个网络定义的起始和结尾标志。元件声明在网络 表文件的前半部分，网络定义在网络表文件的后半部分。
D4 220V/60W
B
1N4007 1N4007
B CM-18
22u
GND
T itle
声控时关 光延开
Nu mb er Re visio n A
A
Size A4 Da te: File: 1 2 3
3 1-M ar-2 01 0 G:\ 声 控 时 关 d db 光 延 开 .
SGK10型声光控延时开关课设报告
2SGK10型声光控延时开关电路计2.1电路工作原理声光控延时开关的电路原理图如图2-1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D1～D4，使电路结构简单，工作可靠性高。
图2-1 声光控延时开关控制电路原理图声音信号被驻极体话筒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、R7是VT的偏置电阻，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，即为高电平期间t=2πR8C3，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。
D3和D4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D3、D4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D3、D4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220V交流进行桥式整流，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芯片等供电。
2.2声光控制结构声光控延时开关，顾名思义，就是用声音来控制开关的“开启"，经过若干秒后延时开关“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，由此可画出如图2-2所示的方框图。
图2-2 声光控延时开关控制电路方框图3各部电路及原理分析3.1整流电路单向桥式整流电路是由电源变压器，4只整流二极管VD1～VD4和负载R L 组成。
电路图如3-1图所示。
图3-1 桥式整流电路原理图工作原理：利用4个二极管接成电桥使在U2的正负半周的电压经过两只二极管交替导通，即在负载上形成了单方向的全波脉冲电压。
声光控延时开关的设计
任务书Ⅰ设计题目中文：声光控延时开关的设计英文：The design of acoustic light-activated delay switchⅡ设计功能要求1、通过变压器降压，整流、滤波、稳压提供一个稳定的12V 和5V的直流电压；2、通过光敏电阻和声控开关的信号收集系统达到光控与声控的功能；3、将收集的信号通过芯片（TC4081BP）控制由三极管和继电器等元器件组成的被控制电路；4、通过RC电路的充放电起到延时功能：延时时间约为25s；5、电路的相关灵敏度可通过调节电位器RP来实现。
Ⅲ设计任务内容1、学习与研究相关的《模拟电子技术》与《数字电子技术》理论知识，并查阅资料，拿出可行的设计方案；2、根据设计方案进行电路设计，完成电路参数计算、元器件选型、绘制电路原理图；3、进行电路软件仿真（如：Multisim 2001、Protel等），或制作实物进行调试试验，获得实验数据，验证设计有效性；4、撰写课程设计报告。
签名：徐**声光控延时开关的设计声光控延时开关的设计摘要声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、教学楼等公共场所，它具有体积小，外形美观，制作容易，工作可靠等优点，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。
此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。
它是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。
本次设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。
本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。
它不需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。
当灯被打开后，延时电路延时约25s后将灯自动关闭。
该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。
即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。
在此电路的设计中，要注意三点，第一是要合理设计三极管的静态工作点，使之处于饱和或截止两状态；第二要调节好电位器，从而使声控开关和光敏电阻具有良好的灵敏度；第三要合理设定延时RC，实际和理论延时时间总会有差距的。
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。
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。
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声光控延时开关
目录
第一章声光控延时开关的实现 (2)
1.1系统概述 (2)
1.2各部分工作原理 (3)
1.2.1电源电路 (3)
1.2.2声光控部分 (4)
1.2.3延时关断部分 (8)
1.3 电路仿真 (8)
1.3.1电源电路仿真 (9)
1.3.2 声光控部分电路仿真 (11)
1.3.3 延迟关断部分仿真 (13)
第二章心得体会及建议 (15)
第三章附录 (16)
第四章参考文献 (17)
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第一章 声光控延时开关的实现
1.1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1.1 电源电路组成框图
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图1.2 声光控延时开关组成框图
1.2各部分工作原理
1.2.1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C1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起稳压作用。
- .
图2 电源电路
1.2.2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，Ube处于0.4V~0.7V之间。
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图1 三极管静态工作点示意图
模拟声光，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
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图4 声光控模拟
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Q2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Q2向后放大。
同时PNP型管Q3也截止，电容C4错误!未找到引用源。
两端电压很小，可控硅SCR处于截止状态，灯不亮。
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图2 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，Q2
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，Q3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Q1放大，
然后经R5错误!未找到引用源。
与C3输出，使Q2的基极电位- .
升高，Q2、Q3随之导通，正电源就通过Q3、SCR向电容C4充电，使C4两端电压升高，升至可控硅SCR的触发电平时，SCR 就就由关断态进入导通态，灯亮。
1.2.3延时关断部分
延时关断部分主要由R10、C4、SCR、如图6所示
图3 延时部分
灯延迟关断过程
灯亮时，由D1~D4、SCR组成的开关主回路就有较大的电流
--
通过，SCR导通后，SCR两端电压跌落，由Q1~Q3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SCR门极的触发电平，SCR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。
1.3 电路仿真
1.3.1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。
- .
3．
图8 整流波形
--
图9 稳压波形
1.3.2 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，Q2、Q3两管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SCR导通，灯不亮。
- .
图10白天（有声无声）有光仿真
晚上无光照，光敏电阻有较高阻值，其电位升高使Q2进入放大区，此时若没有声音信号，Q3错误!未找到引用源。
仍处于截止状态，仿真如图11所示。
C4错误!未找到引用源。
电压很低，可控硅SCR不导通，灯不亮。
--
图4 晚上无声仿真
有声音信号时，信号发生器发出信号，首先通过Q1放大，然后经R5与C3输出，使Q2的基极电位升高，Q2导通，Q3饱和导通，导通后仅起降压作用，管压降约为3V，此时电源通过Q3、SCR向电容C4充电，C4两端电压升高，升至可控硅SCR 的触发电平时，SCR进入导通态，灯亮。
仿真如图12所示
图5 晚上有声仿真
1.3.3 延迟关断部分仿真
灯亮时，由D1~D4、SCR组成的开关主回路就有较大的电流
通过，SCR导通后，SCR两端电压跌落，此时C1、C4储存的电- .
荷将通过R10释放，电容电荷释放示意图如图13所示。
使C4两端电压逐渐下降，当降至SCR门极的触发电平，SCR在交流电过零时即关断，电灯X1随之熄灭。
图6 电容放电延时仿真
由公式
u(t)=u(∞)+[u(0+)- u(∞)]·e-(t/τ)
代入u(∞)=0V，u(0+)=13V，u(t)=5V
计算得t=179.6s为延迟关断时间，
可控硅触发电平接近4.3V，由波形图可知，则在灯亮194.12s 后，电容两端电压降至触发电平以下，可控硅截止，灯熄灭，与
--
计算值179.6s接近。
第二章心得体会及建议
在这两周的模拟电子技术课程设计中，我做的课题是“声光控延时开关的设计”这是一种声音和光照双控的照明设备，可用于多种场合。
例如楼道，过道，库房等。
在白天，由于光照较强，无论有没有人通过，都不点亮灯泡。
在夜晚的时候光线较弱，电路的接受声音的电路只要检测到有碎发的声音，就会自动为行人照明，过一段时间就会自动熄灭，达到节能省电的效果。
电源设计根据其主体电路及执行机构不同，要求可靠、价廉、有效益。
由于此开关在光线较暗时是否接通取决于声音的强弱，因此为加强其工作效应，设计了信号放大整形电路，微弱的信号经过此电路加工也能使开关导通。
本次的声光控制开关的设计实践将我们学到的知识应用到
了实践，深化了对数字电路设计和模拟电子设计的认识，使我们在设计的实践中获得新知。
学习了一年的理论知识之后，这次的实践操作，我得到了课本之外的东西，通过自己的独立动手，老师耐心指导下以及同学的探讨，让我学会了分析电路、设计电路的步骤以及计算机辅助- .
作图等。
刚开始拿到课题的时候不知道如何下手，在图书馆翻阅祥光的资料书籍和网上查阅相关的资料后，在对此课程设计有很大的的帮助。
通过这次课程设计我也学会了很多的东西，比如学会对元件的性能及参数计算方法有了更系统的认识。
巩固了所学的知识有了更加深刻的理解和认识，并且产生了浓厚的兴趣。
第三章附录
表1 元器件明细表
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第四章参考文献
【1】童诗白主编·模拟电子技术基础·高等教育出版社·2006年6月
【2】郭海文主编·电气实验技术·中国矿业大学出版社·2008年12月
【3】刘慰平主编·电子技能实训·北京理工大学出版社·2008年8月
【4】陈有卿编著·电子制作138例·人民邮电出版社·2001年4月
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【5】高清主编·Multisim8电子工作平台及应用·高等教育出版社·2010年6月。