xx学院
《模拟电子技术》课程设计
题 目 声光控延时照明开关 学生姓名 xxx 专业班级 xxx
学 号 xxx 院 (系) xxx
指导教师 xxx 完成时间 2013年5月31日
目 录
1 课程设计的目的和意义 ...................................................................................... 1
1.1 设计目的 .......................................................................................................... 1
1.2 设计意义 .......................................................................................................... 1 2 课程设计的任务与要求 ...................................................................................... 1
2.1 设计任务 .......................................................................................................... 1
2.2 设计要求 .......................................................................................................... 2
2.3 设计的
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
..................................................................................................... 2 3 设计原理与功能说明............................................................................................ 3
3.1 电路的工作原理 ............................................................................ 3
3.2 总体电路.......................................................................................... 5
4 硬件的制作与调试 ................................................................................................. 6
4.1 电路的连接 ..................................................................................................... 6
4.2 电子产品的调试与仿真 .......................................................................... 6 5 总结 ................................................................................................................................. 6
参考文献 .............................................................................................................................. 9
附表一:元器件清单 ................................................................................................. 10
1 课程设计的目的和意义
1.1 设计目的
声光控开关能较好的为解决世界能源危机提供一点帮助。有利于我国实现可持续发展,构建节约社会型,造福于子孙后代,造福于全人类。
1.2 设计意义
灯泡大部分时间不工作,因此节电效率很高,达80%左右,比较省电。全自动智能控制,不用接触,比较方便;另外,接线简朴、安装方便,是公共场所照明开关的理想选择,被人们誉为“长明灯的克星”。再者,随着科学技术的发展,公共场所照明控制手段也将逐步更新,除现在已有的声光控开关外,还有微波感应开关和热释远红外感应开关。目前,微波感应开关的抗干扰性能尚不理想,红外感应开关在性能上较为理想,但安装复杂,比较娇气,价格也偏高,比较适合在一些治理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用,在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素,根据我国国情,可以预计在相称一段时期内,声光控延时开关将是首选的主流产品。所以,对于这一课题的研究是必要的。
2 课程设计的任务与要求
2.1 设计任务
设计一个声光控路灯延时开关,该电路能由声光两种信号控制灯的亮与灭,起到节约用电的作用。它主要部分组成:电源电路、检音(话筒)、感光电路、信号放大电路、控制门、整形、延时、二级整形、开关(可控硅)等。能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短,声控是
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通过柱极体话筒采集声音,并产生脉冲信号。光控电路则是由光敏电阻控制,光敏电阻在有光和无光状态下电阻阻值差距很大,能产生高低电平及通过逻辑器件控制电路。延时电路则是由电阻和电容组成的充放电电路组成,通过电容的充放电来实现的。
2.2 设计要求
预期目标:用声与光控制路灯,白天光线强,路灯不亮,只有光线暗时,通过声音触发路灯亮,并且灯点亮一定时间后,自动熄灭。
通过声光控路灯延时开关的设计与制作,收集用于完成声光控路灯延时开关设计与制作所需的相关资料。完成PCB板的设计与制作。按照要求制作开关实物,并完成本课题的设计
论文
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。设计安装后,白天有人在走道行走或说话时,灯泡不会点亮,而当晚上或光线较暗,只要有声响,则灯泡自动点亮,经设定的时间后熄灭。
2.3 设计的方案
本设计的是一款以数字集成电路为主要元件制作的声光控路灯开关。将该装置安装在楼道、走廊或卫生间等场所,在夜间或光线不足时,有人走动或发声时,灯会自动点亮,延时30S秒后自动熄灭,并在剩余2S时发出熄灭提示声。在白天,控制开关不通,有光时,即使有声音也不能亮。
本课题研究的是声光控路灯延时开关的设计与制作,其主要工作方法是由声控和光控传感器来感应四周环境的变化,而做出相关的动作,从而控制照明灯的开关。白天当光线照射到光敏电阻上时,其通过感应使电路封锁声音通道,使声音脉冲不能通过,则灯泡不受声音控制,即声控传感器暂时失去作用,灯泡不亮。夜间或光线较暗时,光敏电阻因无光照呈低阻,经感应使声音通道开通,当有人走动或有人谈话时,通过声控传感器
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的感应,使得灯泡自动点亮,经过内部设定的时间后,灯泡自动熄灭。应用磁控原理和多谐振荡器的结构知识确定原件的安装方式,电阻采用卧式安装,其他元件采用立式安装。该装置可用于仓库、办公室和其它场所。
3 设计原理与功能说明
3.1 电路的工作原理
图3-1 原理方框图
a等规格的单向可控硅,它的测量方法是:用r×1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,这时表针有 ic选用cmos数字集成电路cd4011,其里面含有四个独立的与非门电路。vss是电源的负极,vdd是电源的正极。可控硅t选用1 a,400v的进口单向可控硅1 00-6型,如负载电流大可选用3a、6a、10读数,黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数(注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒,它的测量方法是:用r×100档将红表笔接外壳的s、黑表笔接d,这时用口对着驻极体吹气,若表针有摆动说明该驻极体完好,摆动越大灵敏度越高;光敏电阻选用的是625a型,有光照射时电阻为20k以下,无光时电阻值大于100mq,说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管
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1n4001,1n4007。总之,元件的选择可灵活掌握,参数可在一定范围内选用。集成电路要完成一定的功能,必定要与外部单元电路和外接元器件发生联系。只有在知道了各引脚的作用后,才能分析各引脚的外单元电路和元器件的作用。例如,知道某引脚是输入引脚,那么与该引脚所接的电容就是输入耦合电容,与该引脚有关的电路就是输入电路。在识读集成电路图时,应当十分重视各引脚的功能。引脚是内外电路联系的纽带。引脚是内部相应方框的引出端,要明确各引脚与内部方框图的联系;要明确驯脚外接元器件的功能,外电路是通过引脚来配合内电路工作的。在读图时,要逐个观察代表内部功能的各个方框图若逻辑电路图未附框图说明,则为了分析过程的清晰,可将上述分析的各部分单元相应用框图表示,再根据信号通路在框图上加上连线,构成电路方框图。还要识别各自相应的引脚,识别外接电路或元器件。CD4011型的集成电路,PCR606J的单向可控硅,N400MIC整流二极管,625A 光敏电阻,10uF/10V的电解电容, 104、223的瓷片电容。
声光控延时开关的电路vd4,使电路结构简单,工作可靠性高。顾名思义,声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启",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,变为电子开关的开动作。明确了电路的信号
流程
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方向后,即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元,由声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒。接收并转换成电信号,经c1耦合到vt的基极进行电源滤。波电为了使声光控开关在白天开关断开,即灯不亮,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,即为高电平间t=2πr8c3,改变r8或c3的值,可改变延时时间,满足不同目的。vd3和vd4构成两级整形电路,将方波信号进行整形。当c3充电到一定电平时,信号经与非门vd3、vd4后输出为高电平,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
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一定电平时,经与非门vd3、vd4输出为低电平,使单向可控硅截止,电子开关断成一次电子开关由开到关的过程。
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,c2滤波后即为电路的直流电源,为bm、vt、ic等供电。 声光控制延时开关主要由声控开关、光控开关、延时电路几部分组成。声控是通过柱极体话筒采集声音,并产生脉冲信号。光控电路则是由光敏电阻控制,光敏电阻在有光和无光状态下电阻阻值差距很大,能产生高低电平组成,通过电容的充放电来实现的。最常用的延时电路是555,靠外接电容和电阻及通过逻辑器件控制电路。延时电路则是由电阻和电容组成的充放电电路来控制时间,计算容易,缺点是延时时间不能很精确。
3.2 总体电路
总体电路组成:光控部分,声控部分,电源电路部分,延时部分。总体电路图如图3-2所示:
图3-2 总体电路图
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4 硬件的制作与调试
4.1 电路的连接
在连接电路的时候,要严格按照电路图连接电路,也要注意烙铁与电路板接触的时间,不要烧坏电路板。并在联好电路以后进行测量。即时发现问题与改正。
4.2 电子产品的调试与仿真
在仿真软件中只能仿真多谐振荡这一部分。当用Multisim进行仿真时按下开关,两个发光二极管交替发光,既证明所设计的电路这部分是成功的。由图4-1中可以看出,在允许范围仿真成功。
图4-1 声光控延迟开关仿真图
5 总结
时间总是过得很快,经过两周的课程设计的学习,这其中的兴奋是无法用言语表达的。学习模电这段时间也是我们一学期最忙的日子,不仅面
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临着期末考试,而且中间还有一些其他科目的实验,任务对我们来说,显得很重。相关知识缺乏给学习它带来很大困难,为了尽快掌握它的用法,终于知道了如何操作。刚开始我借来了一份电路原理图,但离实际应用差距较大,有些器件很难找到,后来到网上搜索了一下相关内容,顺便到学校图
书
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馆借相关书籍,经过不断比较与讨论,最终敲定了的电路原理图。为下步实物连接打好基础。在做电路仿真时,我画好了电路原理图,接下来,开始了我们的实物焊接阶段。之前的金工实习让我简单的接触到了焊接实物,以为会比较轻松,但实际焊接起来才发现此次与金工实习中的焊接实物有很大的不同,要自己对焊板上元件进行布置和焊接电路元件连线,增加了很大的难度。在这次的课程设计中,遇到问题,最好的办法就是问别人,因为每个人掌握情况不一样,不可能做到处处都懂,发挥群众的力量,复杂的事情就会变得很简单。在很多时候,我遇到的困难或许别人之前就已遇到,向他们请教远比自己在那冥思苦想来得快。虽然最终实物做出来了,但这并不是我一个人做出来的。通过这次课程设计,我明白了一个团队精神的重要性,因为从头到尾,都是大家集体出主意,来解决中间出现的各种问题。从原理图的最终敲定,到波形的仿真,到元器件的选择与购买,到最后实物的焊接与调试,这都是大家分工合作的结果,正是因为大家配合得默契,每项工作都完成得很棒,衔接得很好,才使我们很快的完成了任务。离真正掌握还有一定距离,但学习的这段日子确实令我收益匪浅,不仅因为它发生在特别的时间,更重要的是我又多掌握了一门新的技术,收获总是令人快乐。为了让自己的设计更加完善,更加符合工艺
标准
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,一次次翻阅这方面的书籍是十分必要的,同时也是必不可少的。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处,虽然感觉理论上已经掌握,但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑,经过一番努力才得以解决。通过这次课程设计,能锻炼自己对所学理论知识和技能的综合运用力和实际动手能力;提高自己对文献资料的搜索和信息处理能力;具备一
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定的分析问题和解决问题的能力;培养自己对社会普通科学知识的了解,为以后的工作和学习奠定良好的基础。
这次设计,我懂得了学习的重要性,了解到理论知识与实践相结合的重要意义,学会了坚持、耐心和努力,这将为自己今后的学习和工作铺展了道路。另外,课堂上也有部分知识不太清楚,于是我又不得不边学边用,时刻巩固所学知识,这也是我作本次课程设计的一大收获。
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小3号黑体
5号宋体和Times 参考文献
New Roman
[1] 华成英,童诗白. 模拟电子技术基础. 北京 :高等教育出版社.2006
[2] 江晓安,董秀峰. 数字电子基础. 陕西:西安电子科技大学出社.2008
[3] 张瑜璞. 电子技术课程设计. 北京:北京理工大学出版社.1994
[4] 杨力,文刚 电子技术课程设计. 中国电力出版社.2009
[5] 夏路易,石宗义. 电路原理图与电路板设计教程. 北京:北京希望电子出版社.2002
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附表一:元器件清单
序号 名称 型号规格 数量
1 CD4011 1 集成电路
2 PCR606J 2 单向可控硅
3 N400MIC 5 整流二极管
4 625A 1 光敏电阻
5 10K 1 电阻
6 47K 2 电阻
7 120K 1 电阻
8 470K 1 电阻
9 1M 1 电阻
10 2.2M 1 电阻
11 5.1M 1 电阻
12 10uF/10V 2 电解电容
13 1 电路板
14 4 瓷片电容 104、223 15 1 驻极体话筒
16 导线 若干
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