声光控制延时开关电路

电子课程设计

题目：声光控制延时开关电路

设计人：李斯

班级：应用电子技术091班

指导教师：杨季海

民族师范大学物信系 2010年12月24日

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一、功能描述：

整体描述：本作品可以代替住宅小区楼道上的开关，天黑有人走过楼道时，当有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。声音控制延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、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。

二、方案设计：

电路的工作原理：

1.声光控制延时开关电路原理图 如 图1所示。

（1）原理图

（2）PCB 图

图 1 声光控制延时开关电路原理图

2.声光控制延时开关就是用声音来控制开关的“启动”，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，变为电子开关的开关动作。明确了电路的信号流向即可依据主要元器件将电路划分为若干的单元，可得出图 2 所示的方框图。

3.结合图1、图1。声音传感器信号通过放大电路得到一路信号，光传感器得到另一路信号一起进入与非门D1进行判定。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，放大的高电平信号送到D1的2脚。为了使声光控开关在白天开关断开，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，高电平信号送到D1的1脚。与非门(D1)的两脚都是高电平（值为1）时，在3脚输出低电平（值为0）。 D1的3脚输出低电平（值为0）信号同时输入与非门(D2)的5．6两脚，D2的输

出端4脚会输出高电平（值为1）经二极管进入延时控制电路。给C3充电，充满电后经R8放电。充、放电时间t=2πR

8C

3，

改变R8或C3的值，可改变延时时间。高电平信号再经与非门(D3．D4)两级整形电路，将方波信号进行整形，从11腿输出还是高电平信号。D4的11腿输出高电平信号使单向可控硅导通，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。供电线路，整流二极管VD1～VD4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R1降压，C1滤波后即为电路的直流电源，为BM、VT、通过7和14号腿给集成块的CD4011供电。

4.电路中的主要元器件：数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门D1—D4，电路结构简单、可靠性高。内部功能如图所示：

可控硅选用1A/400V的单向可控硅100-6型，负载电流大可选用3A、6A、10等规格。它的测量方法（指针万用表）：用R*10档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，这时有读数，黑表笔马上离开且原两表笔与可控硅的正负极始终连接。驻气体话筒选用一般收录机用的小话筒，测量方法（指针万用表）：用R*1K 档，黑表笔接任一极，红表笔接另一极，再对调两表笔。比较两次测量，电阻值较小时，黑表笔接的是源极S,红表笔接的是漏极D。好坏：用R*100档将红表笔接外壳的S、黑表笔接D，向话筒吹气，若表针摆动则完好，摆动越大越灵敏。光敏电阻选用625A型，有光照时电阻值为20K以下，无光照时电阻值大于100M，则该元件完好。二极管选用普通的整流二极管IN4001~IN4007.

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三、总结

设计体会

通过此次课程设计作业，我学会了很多东西。设计过程中遇到的问题及其解决方法。

在此次的声光控制延时开关电路设计过程中,更进一步地熟悉了芯片的结构及掌握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法. 要求熟悉逻辑电路及其芯片各引脚的功能,那么在电路出错时便能准确地找出错误所在并及时纠正。在设计电路中,往往是先仿真后连接实物图,但有时候仿真和电路连接并不是完全一致的。

此次的声光控制延时开关电路设计重在于仿真和接线,虽然能把电路图接出来,并能正常工作,但对于电路本身的原理并不是十分熟悉.总的来说,通过这次的设计实验更进一步地增强了实验的动手能力。提前做好准备工作在开始动手之前，我们要把各元件的功能弄清楚，以及如何运用，只有把这些真正的搞懂之后才能顺利完成设计。耐心分析，解决问题设计与实现的过程中我们会遇到一些困难这是很正常的事，但是不能一遇到问题就慌了，要耐心的分析问题并解决，这次课程设计的时候我就遇到了这样的情况：遇到一些问题自己不能解决，这时应该虚心像同学请教，只能这样才能更好的解决问题。课程设计虽然结束了，但是我还有很多的事情要做，对仍然不熟悉或不了解的知识点我要尽快的去学习了解，对课程设计中出现的问题我还要去认真的分析研究。还有我还需要去增强自己的动手能力，去不断的锻炼，只有这样该课程设计才能发挥最大的作用。

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