声控开关设计

摘要

在现在的生活中声控开光随处可见，此次我的设计主要就是运用自己所知道的电路来实现声控、光控、时延的效果，这次运用到的主要是模电上的知识，特别是三极管和二级管的特性。这次的设计让我们在设计和实做下，来熟悉三极管和二极管的一些特性。使得我们对二极管三极管有更深的认识。

关键词：声控电路，光控电路，延时电路，比较器。

一、设计题目：

声控延时开关

设计要求：要求设计一个声控开关在有光的情况下不发光，在无光的情况下，有人经过发出声音时灯亮，灯在亮了以后，并延时一段时间（大约3秒）后自熄灭。

二、设计题目分析及设计思路

题目分析：声控开关是现在生活中常见的一种声音和光控制的一中自动开关，它要实现在有光的情况不发光。而在没有光的情况下，在有声音的情况下，使得电路导通，使得灯发光。在经过一段时间后，

自己能够自熄灭，从而达到能够给人们照明，又能省电的效果。所以在这里我们需要一个光控电路来实现在有光的情况下使其不会发光，而在没有光照的情况下使得电路导通。再次就是需要一个声控电路使得在有声音的情况下能使得电路能够导通，能使得灯有反应。同时还需要有一个延时电路，来使得在灯发光后能够保持一段时间后自熄灭。

设计思路：

我的思路就是：先用光控电路来控制灯在有无光的情况下的电路导通情况，在有光的情况不论什么情况灯都不亮，在无光的情况下，才有可能会亮；在有了光控后，再由声控来控制灯的亮与灭，在声控后，再由延时电路来保证让灯能亮一段时间，再让其自熄灭。

三、电路设计及原理分析

光控电路：

声控电路：

延时电路：

整合电路图：

在整合电路图中，先通过光控电路对发光二极管电源产生控制，

让其在有光情况下，二极管的回路没有电流可以通过，所以二极管在有声无声的情况下都不可能会亮。而在二极管的回路中设计一个时延电路，使得发光二极管可以在发光后，再延长一段时间后再熄灭。而在时延电路的回路中又加上一个声控电路来对时延电路的控制，使得在无光有声的情况下，使得时延电路的控制开关得以瞬时导通，从而使时延电路产生作用。

电路分析：

在有光情况下：

光敏电阻的阻值会比较低，与比较器的另一输入端的电阻相比较，小于其阻值，从而分到的电压也就比比较器另一端的电阻分到的电压低，而此时，光敏电阻所输入的一端是比较器的同相输入端，而另一电阻则在比较器的反相输入端，所以电压比较器OP07则输出一个低电平，使得发光二极管所在回路没有电源的输入，使得在有光的情况下，发光二级管在任何情况下都不可能导通。

在无光的情况下：

在有光的情况下，以上的电路则会翻过来，比较器会输出一个高电平，使得发光二极管所在的回路有电源，而发光二极管所在的回路是否导通则要看声控电路中的第二级三极管是否能够导通，从而在时延电路中起到一个按钮开光的作用，在时延电路中，按钮开关一开一

闭使得回路导通，在按钮开关断开后，电容在充电后，放电使得电路不会马上断开，在电容放电时间过后发光二极管所在回路断开，发光二级管熄灭。在声控电路中，在无声的情况下，第一个三极管处于导通，从而钳制了第二级的三极管的基极电压处于低电平，不能导通；在有声的情况下，第一级的三极管的基极处于低电平，不能导通，而使得其集电极处于高电平，即第二级的三极管的基极也是高电平，从而使得第二级三极管能够导通。在失去声音刺激后，电路恢复到初始状态，第一级三极管导通，第二级三极管截止。所以在这个过程中声控开关起到了一个按钮开关的作用。

四、电路的功能验证

在做完电路才知道，电路其实还是存在还多的问题。比如电阻的不准确，芯片的使用方法不正确等，使得电路并没有达到预想中的效果。在经过多次的改正后还是没有实现其效果。下面是这次电路设计做出的成品，但没有实现其目的。

在电路的调试过程中，我先把声控部分调试，使之能够运行正常，然后在调试了延时电路部分，使之能够在正常的情况下能够达到时延的功能，最后在检测光控电路，是否输出正常。在调试的过程中，光控部分始终都是输出高电平，从而没有实现对其他电路的影响，以至

于达到不了光控的效果。而后我发现光敏电阻已经坏了，再换了一个光敏电阻后，我测了其最低电阻，发现变阻器的最高电阻没有光敏电阻的最低电阻打，于是我在变阻器的一端串联了一个12K的电阻使之在滑动是能吧电阻变到光敏电阻的最大最小电阻之间，使之能够在光敏电阻变化时电压比较器能够输出高低电平，从而达到对其他电路的影响。

在对电路的元器件更换后，把几个电路级联后，发现灯一直处于导通状态，在检查后，发现我的时延电路的三极管与声控电路的发光二极管形成了回路，使得三级光导通，从而发光二极管也处于导通状态，而不能实现声控与光控了。在考虑了，要使得灯亮时要使得时延电路的三极管的基极在高电平，而此时，光控电路也是输出高电平，声控电路的第二级的三极管的基极也是高电平，所以我选用一个与门电路来使时延电路的三极管的基极瞬时达到高电平。

可是在连接了与门电路后，电路还是没有达到所需要的电路，在

检测了电路后发现光控的输出始终处于高电平，从而没达到设计要求。

五、总结与体会

通过这次的实训，我深刻体会到光是理论上的的东西远远做不出一个真正的实体，只有真正的去实践中去做才会知道，其中的道理。

这次实训我真正体会到在实践的过程中我们的知识完全不够，所学的知识也不不能完全的运用起来。在做设计的过程中我遇上了很多平时自己不注意的知识点，而使得设计不能进行，只能上网查询、和同学讨论才的以进行。所以我认识到我们应学好自己的专业知识，并在其间进行实践学习，不止于书上所学到的，这样才能更好的运用知识与生活中。也还有就是在学习过程中也应该注意和同学之间的交流来达到知识之间的互通，从而更好的去理解知识。

在客服了诸多困难后，终于做完了设计，虽然没有达到自己最终

的设计效果，但是也有了一定的收获，我感到很欣慰，对自己的学习也有了更深层次的理解，对以后的学习也有了信心。此次的实训锻炼了我在实践中的不足，使我有了更好的学习机会。在此我衷心感谢为课程设计付出心血的老师和给我帮助的同学。

六、电路元器件