楼道声光控制灯

第一章 目录 TOC \o "1-2" \h \z \u 第一章 绪论 2 2.1 设计题目 3 2.2 设计内容 3 2.3 使用器件 3 2.4 方案设计 3 第三章 硬件电路安装及调试 11 3.1元器件的焊接 11 3.2 调试 12 第四章 总结与展望 13 参考文献： 15 致谢： 16 第1章​ 绪论 随着科技的发展，电子产品越来越多的走近了人们的生活，工艺也是越来越精湛，科技的力量对科学技术的发展起着不可估量的作用，从爱迪生发明了电灯，让人来迎来了电的时代到现在TTL电路，CMOS等新技术的应用，确实为人们带来了便捷。 本次课程设计的内容就是光电声控灯，光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明等一般都是由人工操作的，如果采用光控电路，根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯，做到无人自动控制，可以减轻工人的劳动强度，有效的节约能源。但光控电路有其缺陷，就是夜晚无光线的时候，照明灯将一直工作着，这样会造成资源的浪费，也会缩短照明灯的寿命。 这是若在光控电路的基础上添加一个声控电路，使得照明电路在无光线的时候，只受声音的控制，当有脚步声或其它较强声响的时候，照明电路自动工作。当声音消失的时候，照明灯自动熄灭，这就需要在光控电路和声控电路联合工作的条件下添加一个延时电路，使照明灯点亮后，延时一定时间后自动熄灭。 声控灯顾名思义，声控灯及时用声旨束控制电灯亮灭或亮度强弱的一种灯具，控制某一用电负载的方法多种多样，用光的强弱控制的成光控，用温度高低控制的称温控，用磁场强弱控制的称磁控，还有依靠压力，湿度的等等。 第2章​ 系统总体方案设计 2.1 设计题目 楼道声光控制照明灯。 2.2 设计内容 设计声光控制照明灯，在夜间（黑罩模拟）有声音信号时，使灯（用Led发光管模拟）点亮；无声时延迟5秒后熄灭，声音间隔小于5秒，则Led持续点亮。白天有声音均不亮。 2.3 使用器件 1、光敏电阻 2、驻极体话筒 3、运放LM358 4、NE555 5、单稳态触发器 6、放光管 7、电容 8、电阻 2.4 方案设计 2.4.1 总体设计 本次设计主要由声控电路，光控电路，放大电路，整形电路，延迟几部分组成。其中，声控电路与光控电路分别有LM358内部两个放大器组成。经过74LS122进行延迟，即可得到与设计内容相一致的电路。 2.4.2 电路原理 1．光控部分 LM358作为一个同相输出的单门限电压比较器，即比较输入信号VI与参考电压VREF的电路，如图2-1。 图2-1 光控部分 光敏电阻R3与R1构成输入信号VI。当有光时，光敏电阻的阻值下降，VI值变小，当其小于参考电压VREF时，运放LM358将处于负饱和状态，Vo=Vol，即比较器输出低电平。其信号接到NE555复位端（即4脚），将NE555复位，输出低电平，则单稳态触发器74LS122输出高电平，LED截止，即不发光。故此电路在白天（即有光时）灯不亮。 2.声控部分 驻极体话筒对猝发声响有极为敏感的特性，作为声控部分声电转换元件。当声音信号通过驻极体话筒转变为电信号时，送人LM358，电信号通过LM358放大，其中LM358组成负反馈，稳定静态工作点，对交流信号进行放大，放大倍数为： Av=Rf+R/R=Rf+R11+R12/R11+R12≈51(倍) 信号放大后经过NE555构成的施密特触发器进行波形整形，送人单稳态触发器74LS122。它的暂稳态出现由外输入信号决定，暂稳态时间由RC决定，此电路图的暂稳态时间计算如下： Tw≈Rext*Cext*ln2=0.69*150*10^3*0.47*10^-6≈4.8645s≈5s 进入暂稳态后，74LS122输出低电平，LED导通，即发光。 声控部分如图2-2 图2-2 声控部分 2.4.3 部分元件功能简介 1.LM358 图 2-3 LM358 LM358 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供点的使用运算放大器的场合。 2.NE555 图 2-4 NE555内部原理图 图2-5 NE555引脚图 555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V—3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V—18V范围内使用。 3.74LS122 74LS122为可以重触发的单稳态触发器，并且有清除端。 122的输出脉冲宽度twQ可由三种方法控制。一是通过选择外定时元件CEXT和RT值来确定脉冲宽度，由于122有内定电阻Rint,故必要时可只接Cext。二是通过正触发输入端（B）或负触发输入端（A）的重触发延长twQ，三是通过清除端（CLK）的清除使twQ缩小。 管脚图： 图2-6 74LS122管脚图 引出端如下： 功能表： 图2-7 74LS122功能表 内部逻辑图： 图2-8 74LS内部逻辑图 4.发光二极管 二极管又被称作晶体二极管，它只往一个方向传送电流的电子零件。它是一种具有1个零件号接合的器件，具有按照外加电压的方向，使电流流动或不流动的性质。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边截流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂流电荷相等而处于电平衡状态。 二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关 5.光敏电阻 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。 第三章 硬件电路安装及调试 3.1元器件的焊接 焊接时先确定好电路板的哪一面导电.使其在导电的一面焊接，确保通电。第一，检查实物的连接线路与电气原理图是否相符。元件的连接是否正确，引脚的连接是否正确。尤其注意的是芯片、二极管和开关管的极性、电容器的耐压和极性、电阻的阻值和功率是否与设计图纸相符，重点检查线路与线路是否有短路的现象。第二，检查焊接点是否牢固。特别要检查锡点有无错焊和漏焊，尤其是相邻的锡点是否容易短路。第三，确保电源和地的连接无误在通电。 掌握好电烙铁的温度和焊接时间，选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置，才可能得到良好的焊点。正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤，如图5.17所示。 ⑴ 步骤一：准备施焊 左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。 ⑵ 步骤二：加热焊件 烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为1～2秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。例如，图(b)中的导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀受热。 ⑶ 步骤三：送入焊丝 焊件的焊接面被加热到一定温度时，焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意：不要把焊锡丝送到烙铁头上！ ⑷ 步骤四：移开焊丝 当焊丝熔化一定量后，立即向左上45°方向移开焊丝。 ⑸ 步骤五：移开烙铁 焊锡浸润焊盘和焊件的施焊部位以后，向右上45°方向移开烙铁，结束焊接。从第三步开始到第五步结束，时间大约也是1~2s。 主要焊接毛病有：1、堆积2、虚焊3、尖角4、铜皮上翘5、拖焊6、焊点太小 3.2 调试 将焊好的电路板与小型扬声器相连，再与12V电压源相连。用螺丝刀旋转电位器。若扬声器发出声响，则为成功的功率放大电路。若没有声音，则检查接线是否正确。如接线正确则检查电路板上的元件连接，看是否有虚焊，漏焊，若没有，则检查元器件的连接，看是否与电路图相符，直到找到问题的原因所在。最后调试成功即可。 第四章 总结与展望 首先，通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我们通过这个方案包括设计了功率放大电路。在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。 其次，在这次课程设计中，细心耐心，恒心一定要有才能做好事情，首先是线的布局上既要美观又要实用和走线简单，兼顾到方方面面去考虑是很需要的，否则只是一纸空话。在设计好电路图后，进行焊接时，由于项目组成员对单面板的不熟悉，导致布线后元件出现在另一边，增加了布线难度，也产生很多不曾注意的问题，今后要牢记这个教训，使以后布线更加顺利。最后，经过几天的学习，此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这几天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋； 正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我们决定沿着自己的路，执着的走下去。 同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。 对我们而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。 参考文献： [1]《模拟集成电路原理与应用》吴运昌，华南理工大学出版社,1995 [2]《模拟集成电路系统》(第2版).冯民昌 北京中国铁道出版社1998 [3] 《电子技术课程设计指导 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 》，彭介华编著，高等教育出版社，2000 [4] 《电子技术动手实践》，主编：崔瑞雪，北京航空航天大学出版社 2007 致谢： 这次课程设计终于顺利完成了，首先要感谢学校给了我们这次学习得机会，。在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢！