新型声控灯设计与制作
声控灯的设计

声控灯的设计在现代社会中,声控灯作为智能家居的一部分,正变得越来越流行。
传统的灯具需要人工操作,而声控灯则可以通过声音指令来控制,提供了更加便捷和智能的使用体验。
本文将设计一个声控灯的毕业设计,详细介绍其硬件组成和功能特点。
首先,声控灯的硬件组成包括主控模块、声音采集模块、信号处理模块和灯具模块。
主控模块主要负责接收和处理声音指令,控制灯具的开启与关闭。
声音采集模块用于接收外界声音,并将其转化为电信号。
信号处理模块对电信号进行处理,并提取出有用的声音信息。
灯具模块则根据指令控制灯的亮度和色彩。
其次,声控灯的功能特点主要包括以下几个方面。
首先,声控灯可以通过声音指令控制灯的开关。
用户只需要用声音说出相应的指令,例如“开灯”、“关灯”,就可以实现灯具的开启与关闭。
这种操作方式节省了时间和体力,提高了使用的便捷性。
其次,声控灯可以根据声音的强弱和频率来调节灯的亮度和色彩。
用户可以通过改变自己的声音,例如大声、小声、高频、低频等,来控制灯具的亮度和色彩,实现灯光效果的个性化。
此外,声控灯还可以与其他智能设备相连,与智能音箱、手机等进行信息交互。
用户可以通过声音指令控制多个智能设备,实现全屋声控的功能。
在设计过程中,需要注意以下几个关键点。
首先,声音采集模块需要选择高灵敏度的麦克风,以准确接收声音指令。
其次,信号处理模块需要具备强大的计算和处理能力,能够准确提取有用的声音信息。
第三,主控模块需要具备智能识别的能力,能够判断用户的指令并做出相应的响应。
最后,灯具模块需要具备灵活的可调节性能,能够根据用户的指令来调节灯的亮度和色彩。
综上所述,声控灯是一种方便、智能和实用的智能家居产品。
通过声音指令控制灯的开关和调节灯光效果,可以大大提高使用的便捷性和舒适度。
随着智能家居的不断发展,声控灯具有着广阔的市场前景。
本设计旨在满足用户的需求,提供一种新颖且实用的智能家居产品,为用户带来更好的生活体验。
一种便于调节的声控灯的制作方法

一种便于调节的声控灯的制作方法1. 引言声控灯作为一种创新的照明方式,可以通过声音来调节灯光的亮度和颜色。
本文介绍了一种制作便于调节的声控灯的方法,通过以下步骤来制作一款能够根据声音实时调节亮度和颜色的灯。
2. 所需材料在制作声控灯前,需要准备以下材料:•Arduino UNO 板•杜邦线•蜂鸣器模块•RGB LED 灯珠•可变电阻•面包板•电池组或电源适配器•阻焊器和焊锡•电线切割工具•手动电焊工具3. 硬件电路连接首先,我们需要将各个硬件组件连接到 Arduino UNO 板上。
按照以下步骤进行连接:1.将 Arduino UNO 板连接到面包板上,通过杜邦线连接相关引脚。
2.将蜂鸣器模块通过杜邦线连接到 Arduino UNO 板的数字引脚。
3.将 RGB LED 灯珠通过杜邦线连接到 Arduino UNO板的数字引脚。
确保每个颜色通道(红、绿、蓝)都正确连接。
4.将可变电阻通过杜邦线连接到 Arduino UNO 板的模拟引脚。
4. 软件编程完成硬件连接后,我们需要编写 Arduino 代码来实现声控功能。
以下是基本的代码框架:// 引入必要的库#include <Adafruit_NeoPixel.h>#include <ArduinoFFT.h>// 定义硬件相关参数#define LED_PIN 6#define LED_COUNT 1// 创建对象实例Adafruit_NeoPixel pixels(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);ArduinoFFT FFT(FFT_SIZE);// 定义输入输出缓冲区double *vReal;double *vImag;void setup() {// 初始化硬件pixels.begin();pinMode(A0, INPUT);// 初始化缓冲区vReal = new double[FFT_SIZE];vImag = new double[FFT_SIZE];}void loop() {// 读取模拟输入数据for (int i = 0; i < FFT_SIZE; i++) {vReal[i] = analogRead(A0);vImag[i] = 0;delayMicroseconds(100);}// 执行 FFT 变换FFT.Windowing(vReal, FFT_SIZE, FFT_WIN_TYP_HAMMING); pute(vReal, vImag, FFT_SIZE);plexToMagnitude(vReal, vImag, FFT_SIZE);// 将 FFT 结果转换为亮度值int brightness = map((int)vReal[FFT_SIZE / 2], 0, 10 23, 0, 255);// 设置 RGB LED 灯珠的亮度pixels.setBrightness(brightness);pixels.show();}以上代码使用了 Adafruit_NeoPixel 库和 ArduinoFFT 库来控制 RGB LED 灯珠和进行 FFT 变换。
声控灯的设计与制作

声控灯的设计与制作声控灯是一种利用声音信号控制灯光开关的智能家居设备,具有节能、方便等特点,受到了越来越多人的青睐。
本文将从声控灯的设计原理、制作步骤以及可行性进行介绍。
首先,声控灯的设计原理是基于声音信号的识别和处理。
当用户发出特定的声音信号时,传感器可以感知到并将其转化为电信号,通过对电信号的处理可以判断用户的意图,从而控制灯光的开关。
例如,用户发出的声音信号为“开灯”,则传感器可以将此声音信号转化为电信号,并通过系统判断用户的意图是要打开灯光,从而控制灯光的开关。
其次,声控灯的制作可以分为硬件部分和软件部分。
硬件部分主要包括传感器、电路板、灯具等组件。
传感器是感知声音信号的重要器件,可选择市场上常见的麦克风传感器或声控传感器。
电路板是实现声音信号转化和处理的主要部件,可以使用Arduino等开源硬件平台制作,并根据实际需要添加适当的电路元件,如电容、电阻等。
灯具可选择与电路板相配套的LED灯条或其他类型的灯具。
软件部分主要包括声音信号的识别和处理算法。
根据用户的需求可以选择不同的算法,如基于模式匹配的算法、基于语音识别的算法等。
在程序设计过程中,需要通过编程语言实现声音信号的识别与处理,并将其转化为控制信号,从而控制灯光的开关。
最后,声控灯的制作步骤如下:1.购买所需材料:传感器、电路板、灯具等。
2.搭建电路:根据电路图将传感器和电路板连接起来,并根据需要添加其他元件。
3.烧录程序:使用编程软件对电路板进行烧录操作,将声音信号的识别和处理算法写入电路板。
4.接入灯具:将电路板与灯具相连接,确保灯具与电路板可以正常配合工作。
5.完善功能:对程序进行调试和优化,确保声控灯的功能正常。
6.安装和使用:将声控灯安装在需要的位置,根据需要测试其功能,并根据实际需求进行调整。
从上述步骤可以看出,声控灯的制作相对简单,只需购买合适的材料和组件,并进行基础的电路搭建和编程操作就能实现。
可行性方面,由于市场上已经有成熟的传感器和开源硬件平台,并且声控技术也已经比较成熟,因此制作声控灯相对容易,并且有很大的可行性。
《自制声控灯--实现开环控制》 讲义

《自制声控灯--实现开环控制》讲义《自制声控灯实现开环控制》讲义在我们的日常生活中,灯是不可或缺的照明工具。
而声控灯作为一种智能化的照明设备,能够根据声音的触发来自动开启和关闭,给我们带来了极大的便利。
今天,我们就一起来探讨如何自制声控灯,并了解其中的开环控制原理。
一、声控灯的原理声控灯的核心原理是声音的接收和转换,以及电路的控制。
当周围环境中有一定强度的声音时,声控装置会将声音信号转换为电信号。
这个电信号经过处理和放大后,触发控制电路,使灯泡点亮。
而当声音消失一段时间后,电路会自动关闭灯泡,实现节能和自动控制的功能。
在这个过程中,开环控制起到了关键作用。
开环控制是指系统的输出量不会对系统的控制产生影响,也就是说,一旦声音触发了电路,灯泡就会按照预设的方式点亮和熄灭,而不会根据灯泡的实际状态进行调整。
二、所需材料要自制声控灯,我们需要准备以下材料:1、麦克风:用于接收声音信号。
2、放大器:将麦克风接收到的微弱信号放大。
3、继电器:作为控制灯泡通断的开关。
4、电阻、电容等电子元件:用于构建电路。
5、灯泡:可以选择常见的白炽灯泡或节能灯泡。
6、电路板:用于安装和连接电子元件。
7、电源:为整个电路提供电能。
三、电路设计接下来,我们来设计声控灯的电路。
电路主要由声音接收模块、信号放大模块、控制模块和电源模块组成。
声音接收模块由麦克风和相关的电容、电阻组成,负责将声音转换为电信号。
信号放大模块使用运算放大器将微弱的电信号放大到能够触发控制模块的程度。
控制模块通常由比较器和继电器组成,当放大后的信号达到一定阈值时,比较器输出高电平,驱动继电器闭合,使灯泡通电发光。
在设计电路时,要注意合理选择电子元件的参数,以确保电路的稳定性和可靠性。
同时,要考虑电路的抗干扰能力,避免外界噪声对声控灯的误触发。
四、制作步骤1、首先,在电路板上按照设计好的电路图,将电子元件依次焊接在相应的位置上。
焊接时要注意焊点的质量,确保连接牢固,避免虚焊和短路。
家庭DIY活动:自主设计声控灯,用声音掌控科技(幼儿园小班优秀科学教案)

家庭DIY活动:自主设计声控灯,用声音掌控科技(幼儿园小班优秀科学教案)用声音掌控科技家庭是孩子成长的最佳场所,有许多富有创意和趣味性的DIY活动可以进行,激发孩子的想象力和创造力。
今天,我们要为孩子们介绍一项有趣的家庭DIY活动——自主设计声控灯,用声音掌控科技。
材料清单:1.灯座2.LED灯条或灯管3.电子元器件:MCU芯片、电容、电阻、继电器、声音传感器、发光二极管等4.面包板、杜邦线、插座等5.工具:万用表、电线剥皮钳、电烙铁、螺丝刀、剪刀等步骤一:了解基原理我们需要了解一些关于声控灯的基本原理。
声控灯主要是通过声音传感器感应到外界的声音信号,并通过MCU芯片将这个信号转化为对灯的控制信号,进而控制灯的开关、调光等操作。
因此,声控灯的制作需要使用多种电子元器件来实现。
步骤二:选购材料在了解了声控灯的基本原理后,我们需要选购所需要的材料。
例如,我们需要选择合适的MCU芯片、电容、电阻、继电器等电子元器件,并且要选择灵敏度较高、音频输出质量好的声音传感器。
此外,我们还需要选择合适的灯座和LED灯条或灯管等配件。
步骤三:电子原理图设计在选购了所需要的材料后,我们需要进行电路原理图的设计。
这个过程需要用到CAD软件和电路模拟软件,帮助我们更加清晰地设计出声控灯的电路结构,防止出现电路短路和电流过大等问题。
步骤四:电路连接和调试完成电路原理图设计后,我们需要进行电路的实际连接和调试。
这个过程需要耐心和细心,以避免电路连接错误和材料损坏。
在完成电路连接后,我们需要通过万用表等测试工具,检测电路连接和电流,以确保电路正常工作。
步骤五:调试声控灯效果当我们完成了电路连接和调试后,我们需要通过对声控灯进行实际测试和调试,以确保其效果完美。
在调试过程中,我们可以使用不同的声源,测试声控灯对不同音高、音质和音量的响应情况,并根据需要进行调光、调色和调声等操作。
步骤六:完成DIY作品当我们完成了声控灯的调试和测试后,我们可以将其装入合适的灯座和LED灯条或灯管中,并将其连接电源试用。
声光控制楼道照明灯的设计与制作毕业设计论文

声光控制楼道照明灯的设计与制作毕业设计论文摘要:本文以声光控制楼道照明灯的设计与制作为研究对象,利用声控制和光控制技术,研发了一款智能化的楼道照明灯。
通过声音的感应和光线的检测,实现了对楼道照明灯的智能调节,提高了照明的舒适性和节能效果。
本文主要包括声光控制系统的设计、硬件电路设计、软件设计和实验结果分析等内容,最终实现了设计与制作的目标。
关键词:声控制,光控制,楼道照明灯,智能化,节能效果1.引言楼道照明灯是公共建筑中经常使用的照明设备之一、现有的楼道照明灯大多使用传感器控制,但是无法根据环境光线和人声的变化进行智能调节。
因此,本文的目标是设计一款具有声光控制功能的楼道照明灯,能够根据环境的变化自动调节亮度,提高照明的舒适性和节能效果。
2.声光控制系统的设计声光控制系统由声音感应模块、光线检测模块、控制模块和照明模块组成。
声音感应模块用于检测声音的变化,光线检测模块用于检测环境光线的亮度,控制模块用于接收并处理传感器的数据,照明模块用于根据控制模块的指令调节照明灯的亮度。
3.硬件电路设计硬件电路设计包括声音感应模块、光线检测模块、控制模块和照明模块的设计。
声音感应模块使用麦克风传感器,通过声音的震荡频率来判断声音的大小。
光线检测模块使用光敏电阻,并通过电路判断光线的亮度。
控制模块使用单片机,对传感器的数据进行处理,并控制照明模块的亮度。
照明模块使用LED灯,根据控制模块的指令调节亮度。
4.软件设计软件设计主要包括采集传感器数据、处理数据并控制照明灯的亮度。
通过编程实现声音感应模块和光线检测模块的数据采集,并根据设定的算法处理数据,发送指令给控制模块,从而调节照明灯的亮度。
5.实验结果分析进行了一系列实验以评估设计与制作的效果。
实验结果表明,声光控制楼道照明灯能够根据环境光线和人声的变化智能调节亮度,提高了照明的舒适性和节能效果。
实验结果还验证了硬件电路设计和软件设计的可行性和效果。
6.结论本文设计与制作了一款声光控制楼道照明灯,实现了对楼道照明灯的智能调节。
声光触摸三控照明灯的设计与制作

声光触摸三控照明灯的设计与制作1. 研究背景在现代社会中,照明灯具是人们生活中必不可少的设备之一。
然而,传统的照明灯具设计存在一些不便之处,例如需要手动开关、光线调节不够灵活等。
为了满足人们对照明灯具的更高需求,声光触摸三控照明灯应运而生。
2. 声光触摸三控照明灯的原理声光触摸三控照明灯是一种集声控、光控和触摸控制于一体的智能照明设备。
它通过内置的传感器和芯片,能够感应到声音、光线和触摸,并根据用户需求进行相应的调节。
3. 声控功能声控功能是声光触摸三控照明灯最为重要和特殊的功能之一。
它通过内置麦克风感应到用户发出的声音,并根据用户设定进行相应操作。
例如,当用户发出开关指令时,照明灯会自动打开或关闭;当用户发出调节亮度指令时,照明灯会根据指令调整亮度等级。
4. 光控功能除了声控功能,声光触摸三控照明灯还具备光控功能。
它通过内置光敏传感器感应到周围环境的光线强度,并根据设定的条件进行相应的调节。
例如,当环境光线较暗时,照明灯会自动调亮以提供足够的照明;当环境光线较亮时,照明灯会自动调暗以节省能源。
5. 触摸控制功能除了声控和光控功能,声光触摸三控照明灯还具备触摸控制功能。
它通过内置触摸传感器感应到用户的触摸,并根据用户设定进行相应操作。
例如,用户可以通过轻触或滑动操作来开关灯具、调节亮度或改变灯的颜色。
6. 设计与制作过程在声光触摸三控照明灯的设计与制作过程中,需要考虑多个因素。
首先是电路设计和元件选择,需要选择适合的传感器、芯片和其他电子元件,并进行合理布局和连线。
其次是外壳设计和材料选择,需要考虑外壳材料的耐用性、散热性能以及美观性等因素。
最后是软件开发,需要编写相应的程序代码,实现声控、光控和触摸控制功能。
7. 实验与测试完成声光触摸三控照明灯的设计与制作后,需要进行实验与测试。
实验过程中,可以通过模拟不同场景和条件来测试照明灯的性能和功能是否符合设计要求。
例如,可以模拟不同声音、光线和触摸条件来测试照明灯的响应速度和准确度。
声光触摸三控照明灯的设计与制作

声光触摸三控照明灯的设计与制作摘要本文介绍了一种新型的声光触摸三控照明灯的设计与制作。
该照明灯采用先进的声光触摸技术,用户可以通过声音、光线及触摸进行灯具的控制和调节。
论文首先描述了照明灯的设计方案和功能要求,然后详细介绍了电路设计和电路实现方法。
接着,我们介绍了使用的材料和工具,以及对组装过程的描述和步骤。
最后,通过测试实验,论文验证了照明灯的性能和优良品质,提出了未来的改进方向,表明该照明灯具有广泛的应用前景。
关键词:声光触摸,三控照明灯,电路设计,电路实现,材料和工具,测试实验IntroductionWith the rapid development of science and technology, people's demand for lighting has gradually increased, and the types and functions of lighting fixtures have also been constantly updated and upgraded. The new type of sound andlight touch three-control lighting has become a popularchoice for consumers due to its convenient and practical features. This paper introduces the design and manufacturing process of a new type of sound and light touch three-control lighting, describes the circuit design and implementation methods, and explores its wide range of application prospects.Design and Functional RequirementsThe sound and light touch three-control lighting has a simple and elegant appearance, and is designed to be easy to use and highly efficient. It has three control modes: sound, light and touch, which can be used to turn on/off the light and adjust the brightness. The design features of the soundand light touch three-control lighting are as follows:1. The lighting fixture has a compact structure, low power consumption, high conversion efficiency and longservice life.2. The lighting fixture uses a high-quality LED light source with a powerful light output, good color rendering and low heat generation.3. The sound and light touch three-control technology integrates sound, light and touch control, providing userswith a convenient and efficient lighting experience.Circuit Design and ImplementationThe sound and light touch three-control circuit mainly consists of a voice control circuit, light control circuit, and touch control circuit. The voice control circuit adopts a voice recognition IC, which can recognize the user's voice commands and convert them into electrical signals to control the lighting fixture. The light control circuit uses a light-sensitive resistor to sense the surrounding light intensity, and adjust the brightness of the lighting fixture accordingly. The touch control circuit uses a capacitive touch sensing ICto sense the user's finger touch and adjust the lighting fixture.Materials and ToolsThe materials used in the manufacturing process of the sound and light touch three-control lighting includeelectronic components such as resistors, capacitors and IC chips, as well as aluminum alloy and ABS plastic. The tools used include soldering iron, pliers, wire stripper, cutting pliers and screwdrivers.Assembly Process Description and StepsThe assembly process of the sound and light touch three-control lighting is as follows:1. Solder the electronic components to the printedcircuit board according to the circuit design, payingattention to the polarity of the components.2. Assemble the LED light source and the light reflector, and connect them to the printed circuit board.3. Install the voice recognition IC, the light-sensitive resistor and the capacitive touch sensing IC on the printed circuit board.4. Connect the power supply and the lighting fixture,and test the lighting function.5. Install the aluminum alloy base into the ABS plastic lampshade, and assemble the lamp holder and the lampshade.6. Install the printed circuit board into the lampshade, and connect the control buttons.7. Install the lampshade and the lamp holder onto the base, and test the sound, light and touch control functions.Performance TestThe sound and light touch three-control lighting was tested for its power consumption, brightness, color rendering, service life and user experience. The test results showedthat the lighting fixture has low power consumption, high brightness, good color rendering, long service life and excellent user experience. However, it was found that thevoice recognition function still needs to be further improved, and the touch sensing function is not very sensitive, which requires further optimization.ConclusionThe sound and light touch three-control lighting is anew type of lighting fixture that integrates sound, light and touch control functions, providing users with a convenientand efficient lighting experience. The design and manufacturing process of the lighting fixture were described in detail in this paper, including the circuit design and implementation method, materials and tools used, and assembly process steps. Through test experiments, the performance of the lighting fixture was verified, and the future improvement direction was proposed, indicating that the lighting fixture has broad application prospects.。
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河北联合大学轻工学院QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY专业英语设计论文设计(论文)题目:新型声控灯的设计与制作学生姓名:***学号:************专业班级:13电气2班学部:信息科学与技术2015年6月23日新型声控灯的设计与制作温金鹏(华北理工大学轻工学院)摘要:声控灯应用较广,但易受环境的噪声干扰而产生误动作。
文章介绍一款用CD4013集成电路设计制作完成的新型声控灯,其抗干扰能力比常见声控开关要强。
对新型声控灯系统的结构组成,具体电路作用及工作原理做了详细的阐述,并介绍了制作步骤。
关键词:声控灯;抗干扰;设计;制作;CD4013Design and Fabrication of a Novel Voice Activated LightWen Jinpeng (QingGong college,North China university of science and technology) Abstract: Voice activated light has wide application, but it is easy for it to occur error action due to the interference from environment noise. This paper introduces a novel voice activated light composed of and fabricated with CD4013 IC, so it has stronger interference immunity than that of common voice activated switch. The paper describes the structure composition of the voice activated system, the functions and working principles of the circuits, and presents the fabrication steps.Key words:voice activated light; interference immunity; design; fabrication; CD4013目录摘要............................................................................................ 错误!未定义书签。
Abstract (II)第1章绪论 (4)第2章系统设计思想和结构框图 (4)第3章电路设计及原理阐述 (4)第4章制作步骤 (7)第5章制作后续升级电路-新型遥控灯 (9)结论 (10)参考文献 (10)第1章绪论声控灯应用较广,但易受环境的噪声干扰而产生误动作。
本文介绍一款用通用集成电路CD4013设计制作完成的新型声控灯,其抗干扰能力比常见声控开关要强:受二次冲击声亮,再受二次冲击声暗。
而且要求二次声音的时间间隔大于0.3s,小于0.8s,满足条件的声音有效,否则无效。
这样的控制才是“智能化”的控制,才是生活中需要的控制。
本声控灯由声波采集、脉冲形成、CD4013为核心组成的单稳态电路、定时延时电路、双稳态电路、可控硅控制电路等电路组成,它们之间巧妙的作用使其只接收具有一定规律的两个冲击声响,例如,适当快慢的两次拍掌声,而对其他无规律的声响(如说话声、雷声)则不响应。
本新型声控白炽灯造价便宜,仅8元左右。
第2章系统设计思想和结构框图2.1 新型声控灯的设计要求抗干扰能力较强的新型声控灯要求如下:1)掌声响两次,灯才亮或灭;2)在2s内的掌声才有效; 3)两次掌声的间隔在0.5s以上才有效;4)在5m远处击掌能进行控制。
2.2 声控灯的设计原理设计思路:1)控制灯的亮暗,用继电器或可控硅。
本设计用可控硅,其优点是所需的控制电流小,几mA足矣;体积比继电器要小。
2)双稳态电路有分立元件组成的和集成电路的两种。
本文采用 CMOS 集成电路设计:其优点是设计成的控制电路功耗小,电路的一致性好,抗干扰性强。
3)声音是模拟信号,需将模拟信号转变成脉冲信号。
在 CMOS集成电路中,集2)、3)特点应用于一体的可用CD4013集成块来实现。
4)驻极体话筒得到的声音信号较弱,要适当放大声音信号,使其有较高的灵敏度。
2.3 声控灯系统结构框图根据上述内容,可画出本控制电路的结构方框图,如图1所示。
可见系统由声音信号传感器电路、信号放大电路、CD4013为核心组成的单稳态电路和双稳态电路、可控硅控制电路、简易电源电路以及一些辅助电路构成。
第3章电路设计及原理阐述3.1 电路设计电路设计要遵从简洁至上原则,根据系统框图所示添加器件。
图2是声控灯的初始电路图,在万能板上焊接实验后,基本能满足系统的要求,但声控灵敏度太低,有效距离仅1m左右。
看来需改进电路,以提高声控灵敏度。
在图2的基础上,将Q1放大的声音信号进行检波,由Q2再次放大,设计成如图3所示的声控电路,声控灵敏度大幅度提高,有效距离达到5m,满足了要求。
3.2 声控灯电路组成3.2.1 声音信号传感器电路由电阻R1、驻极体话筒BM组成。
经实验,电阻 R1取值 4.7~24kΩ均能正常工作。
当然,当 UBM=UR1时,此时的R1值最为恰当,其动态电压范围最大。
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低廉等优点,当其接成漏极输出时,其增益较高。
故驻极体话筒BM的灵敏度很高。
3.2.2 声音信号放大电路三极管Q1、电阻R2、R3组成基本放大电路。
R2为基极偏置电阻,R3为集电极电阻,当R2>β Q1*R3时,三极管Q1处于放大状态。
C1为音频信号耦合电容。
3.2.3 脉冲形成电路由三极管Q2、二极管D5、电容C6、C7,电阻 R11等组成开关电路。
当三极管Q1集电极输出的音频信号为负半周时,通过三极管Q2的发射极向C7充电,三极管Q2导通,在R11上形成正向脉冲电压;当音频信号为正半周时,电容C7上的正电荷通过D5 快速释放。
二极管D5为积存在Q2基极上的正电荷提供通路,不能省略。
C6能去除R11上的杂波信号,为取得较为有用纯净的脉冲信号立下了汗马功劳。
3.2.4 脉冲整形电路由CD4013集成电路D触发器U1A单元、二极管-5-D2、电阻R4及电容C2组成单稳电路,其作用是将不规则的脉冲信号整形为宽度一致的脉冲,其脉冲宽度由R4、C2的时间常数决定。
3.2.5 双稳态电路由CD4013集成电路D触发器U1B单元、电阻R8 及电容C4等组成。
R8、C4组成延时电路,使触发器翻转延时,避免在0.8s(t=0.7R8*C4)内多个音频脉冲造成触发器多次翻转,而造成输出状态控制不准。
其输出的高、低电平通过电阻R9控制可控硅的通、断,即可实现白炽灯的亮暗控制。
3.2.6 延时开启电路由三极管Q3、二极管D1、电容C3、电阻R5、 R6等组成。
当CD4013的第②引脚为高电平时,通过二极管D1向C3迅速充电,使三极管Q3饱和导通,电路处于封锁状态,音频脉冲控制无效;当CD4013 的第②引脚为低电平时,电容C3上的电荷通过电阻 R5、R6缓慢放电,放电结束后,三极管Q3截止。
此时,电路才处于延时开启状态,音频脉冲才能正常控制双稳态电路翻转。
选择R6、C3的值,可确定第一、第二次掌声的有效时间间隔。
其时间常数大,有效时间间隔就长些,也就是说拍手的节拍要慢些才能控制灯状态的变化;如果时间常数较小,有效时间间隔就短些,也就是说拍手的速度快些也可控制灯状态的变化。
按图3中所示,其有效延时时间间隔约为0.29s (根据C3的放电电压曲线uC=E*e-t/τ, 其中时间常数τ=R6*C3。
取uC3=0.7V、E=11.3V,得t=2.78τ=0.29s,详见图4中UC3波形)。
注意: R6、C3的时间常数要远远小于R4、C2的时间常数才行。
3.2.7 简易电源电路市电经整流堆D3桥式整流电路整流,形成100Hz 的脉动直流电。
经R10限流降压,电容C5滤波,稳压管DW5稳压,就形成简易12V稳压电源了。
由于控制电路的工作电流很小,故电阻R10可取大些,取值范围为100~150kΩ均可正常工作,其功率取值为1W。
3.3声控灯工作原理3.3.1 声控开灯过程加上市电后,三极管Q1处于放大状态,三极管Q2处于截止状态,CD4013的①脚、○13脚输出低电平,可控硅D4处于关断状态,灯不亮。
②脚输出高电平,三极管Q3处于饱和状态,○12脚输出高电平信号,通过延时电阻器R8,延时电容器C4加到数据端D2上,故⑨脚为高电平。
当出现第一次掌声时,三极管Q2饱和导通,在R11上形成第一个正向脉冲电压,此信号经D触发器U1A单元组成的单稳电路整形,①脚输出高电平脉冲,其脉冲宽度为0.8s (tW=0.7R4*C2≈0.8s),详见图4中U1的波形图。
C3 经R6放电,三极管Q3延时截止(详见图4中UC3的波形图),为第二个音频脉冲控制双稳态电路做准备。
由于第一个正向脉冲电压出现时,三极管Q3还处于饱和状态,故此信号被封锁,不能控制由D触发器 U2B单元组成的双稳态电路。
在出现第一次掌声后的大于0.29s小于0.8s时间内,当出现第二次掌声时,三极管Q2再次饱和导通,在R11上形成第二个正向脉冲电压,此脉冲对单稳电路无效,却能控制双稳态电路的状态翻转,因为此时三极管Q3已截止。
因此,当连续出现两个脉冲时,双稳态电路的状态才翻转一次,○13脚由低电平变为高电平,可控硅D4 获得触发电压而导通,灯由暗变为亮,实现了声控开灯的目的(详见图4中U13的波形图)。
3.3.2 声控关灯过程当灯亮时,三极管Q1处于放大状态,三极管Q2处于截止状态,CD4013的①脚输出低电平、○13脚输出高电平,可控硅D4处于导通状态。
②脚输出高电平,三极管Q3处于饱和状态,○12脚输出低电平信号,通过延时电阻器R8,延时电容器C4加到数据端D2上,故⑨脚为低电平。
同理,只有当连续出现两个脉冲时,双稳态电路的状态才翻转一次,○13脚输出低电平,可控硅D4失去触发电压,脉动直流电过零时即关断,灯由亮变为暗,实现了声控关灯的目的。
当无声控信号时,电路又进入等待状态。
只有再次出现连续的两次掌声时,电路才会重新动作,重复声控开灯的过程。
综上所述,本电路不会因为人的说话声或者其他普通声源干扰而受到影响!其抗干扰能力比常见声控开关要强:二次拍手亮,二次拍手暗。
而且要求二次拍手的时间间隔大于0.3s 小于0.8s,满足条件的拍掌声有效,否则无效。