声控走廊灯

目录一设计任务及要求

二设计应用

三设计过程

错误！未找到引用源。．设计方案

2．各单元电路设计

3．总电路图设计

四器件清单

五设计体会

六参考文献

声控走廊灯

一设计任务及要求

设计任务：声控灯是一种声控电子照明开关装置。它提供一种操作简便,实用可靠,控制灵敏的装置。

要求：

（1）组成：电路由声控灯由话筒、音频放大器电路、选频电路、倍压整流电路、鉴幅限幅电路、延时关闭等组成。

（2）要求：开关式控制：击掌一次灯亮，再击掌一次灯灭。

延时式控制：一次击掌后灯亮，延时3秒后自动熄灯。

二设计应用

声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。

本实用新型涉及一种照明用灯，是一种由自然光控制其熄与亮的光控灯。本实用新型是利用触发元件、开关控制元件及对自然光敏感的光敏电阻组成开关控制线路，控制照明用灯的开关，该控制线路只有几个零件，该实用新型具有结构简单、容易调试、成本低等特点，适用于任何可用自然光控制熄、亮的环境，特别是公共场合，它可减少人工开关电灯的麻烦，也避免了忘记关灯而造成的用电浪费。

三设计过程

1设计方案

根据设计任务的要求，首先要将声音信号转换成电信号，这需要传感器电路，由于传感器电路输出的电信号比较微弱，所以我们需要放大电路，经放大后的电信号要实现开关式控制和延时式控制两种控制方式，开关式控制中要求击掌一次灯亮、击掌一次灯灭，如果将击掌信号视为触发脉冲，则上述现象恰好与触发器的翻转功能相一致，所以我们选用触发器实现开关式控制；延时式控制要求击掌一次后灯亮10秒钟自动熄灭，

如果我们将上述击掌信号视为触发信号，将此触发信号加到一个单稳态触发器上恰好可以满足上述要求，所以我们在放大电路后用一个双路开关实现上述两种控制方式，开关拨到一端实现开关式控制，开关拨到另一端实规延时式控制，经过触发器或单稳态触发器输出的信号是数字信号，驱动能力略显不足，所以我们考虑增加一级驱动放人电路，然后再输出给电灯控制电路。综上所述，我们根据设计任务要求绘出如图所示的电路框图。

2各单元电路设计

传感器电路

本课题将声音信号转换成电信号的传感器选用驻极体话筒，驻极体话筒的电路如图2所示。图中的100 kΩ电阻.是为电容提供一个放电通路。

图2 驻极体话筒电路图3 同相比例放大电路

放大电路

选用LM324或LM258均可，放入电路如图3所示，LM324引脚图如图4所示。由于驻极体话筒输出阻抗高，我们选用高输入阻抗的同相比例放人电路，反相比例放人电路的输入阻抗较低。

图4 LM324引脚图图5 滤波电路图6 CD4013引脚图

如图所示，设驻极体话筒装换的电信号,经放大后的电压如果选用CMOS电路，则要求放大后的输出电压，这个放大后的输入电压也不要过高，以免过于灵敏。这样有下式：对于LM324的电源，我们采用6V的干电池单电源连接方式供电，故R3上再串联一个小电容接地。放大后的输出信号最好再经过一次整形处理，我们采用图5的二极管

1N4148和电容C构成的滤波电路，图中的10kΩ电阻是为滤波电路的电容C提供，一个放电通路。

触发器

采用CMOS电路实现，这是因为TTL电路的功耗大，且要求电源5V稳定，而采用CMOS 电路3~18V的电源均可且省电，所以选用CD4013实现触发器和单稳态电路。CD4013的引脚图如图6所示。根据设计要求，将击掌信号即为触发信号，利用CD4013中的一个D 触发器实现触发器的电路图如图7所示。

图7

图8 驱动显示电路

单稳态电路

选用CD4013加外围电路实现，如图7单稳态电路所示，这里利用三要素法对电路中的阈值电平。当有击掌信号即触发脉冲到来时，Q置1对C开始充电，当充电电压到达阈值电平时复位信号R有效，Q复位，单稳态过程结束。

上式中，以t=5~10s为例计算，代入上式得：R=51kΩ。

驱动显示电路

选用三极管电流放大电路，采用发光二极管模拟灯的显示，如图8所示。下面对基极电阻和集电极电阻的选取进行计算。发光二极管如果选用普亮的发光二极管，流过电流要求为5~10mA，选用高亮的发光一极管，流过的电流要求为1 mA，发光二极管的管压降为1.8~2V。下面以选用普亮的发光二极管=5~10mA为例进行计算。故图8中的。三极管选用NPN型三极管9013，其电流放大倍数β=60~120，。取β=100。

3总电路图设计

四器件清单

序号名称型号数量备注

1 集成运放LM324 1

2 二极管IN4148 1

3 触发器4013 2

4 三极管9013 1

5 电容0.1μF 1

6 电容100μF 1

7 电容0.22μF 1

8 电容220μF 1

9 电阻10KΩ 3

10 电阻100KΩ 1

11 电阻1KΩ 1

12 电阻200KΩ 1

12 电阻51KΩ 1

14 电阻510Ω 1

15 拨动开关 1

16 发光二极管 1

五设计体会

经过这为期两周的电子综合课程设计，在设计“声控开关”的过程中，我终于知道了在做这样的一个课程设计的时候，应该从什么地方着手，应该怎样构造自己的思路，怎样利用已学知识来实现自己的设计方案，并通过不断地查找资料来实现它的功能。在此过程中，不但让我体会到设计的繁琐与艰辛，同时也让我更好地巩固了以前所学的知识。

以前我一直这样认为，我们只要学好课本的专业知识就行，但我们并不一定要知道如何利用利用课本知识来完成某些设计，并实现它的功能。而通过这次的课程设计让我大大改变了自己以前错误的想法。学以致用，这句话是说：为了实际应用而学习。脱离了实际，学习再多的东西，也无用武之地，今后学习过程中要特别注意这点。

通过这次电子设计，使我对电子工艺的理论有了更深的了解。了解到了焊普通元件与电路元件的技巧等。这些知识不仅在课堂上有效，在日常生活中更是有着现实意义，也对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，我锻炼了自己动手能力，提高了自己解决问题的能力。通过本次实习培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解