声光控延迟电路

声光控延迟电路 1. 声光控路灯是一种与普通路灯电路不同的路灯，它比平常的路灯更“人性 化”。在白天或光照强的时候它是熄灭的，可是一到晚上或者光照弱的时候灯又 会自动亮起来。当它们用在走廊里时，只要有脚步声它也会亮，当安静下来时它 又会熄灭，做的好的声光控路灯还有延时功能。这就省去了认为操作的繁琐，如 此“人性化”的路灯正越来越取代传统路灯的地位。 这次课设我们 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目的声光控路灯电路，要求是能让它在白天或光照强的时候 熄灭，在晚上或光照弱的时候灯亮。声控能在晚上起作用，有声音时灯亮，并能 延时30秒钟后等再灭，当没有声音时路灯熄灭。老师并没有像其他班的老师那 样给我们题目，所以还得自己去合适的图来完成任务。最后我们两个基本符合条 件的原理图，如下图所示： 图1.1 电路原理图1 1 图1.2 电路原理图2 从表面上看来，图1.1和图1.2都能满足课设的要求，刚开始我们选择的是 图1.2，因为当时还未找到图1.1，照当时的情况看来，图1.2算是最符合条件的了，不过由于感觉图1.2的原理过于复杂，对于我们来说还有点难理解，于是我 们又找到一张图，也就是我们制成板的原理图了，与图1.2相比，图1.1明显更简单，并且各不分都有说明，让人一目了然，还有一点就是图1.2的供电电压是220V，而图1.1的供电电压为6V，为了方便检测，6V的电压显然更好搞，所以 在既满足课设条件又符合简单清爽的观念的评判下，我们最终选择了图1.1作为本次课设的原理图。 1.2 图1.3 CD4011引脚线图 2 如图1.3所示为CD4011内部引脚线的图，因为该元件为本电路最复杂的元 器件，所以先对它进行一点介绍。 CD4011是四-2输入与非门集成电路，它的内部由4个与非门组成，它具有功耗低，抗扰能力强，电源电压范围宽广等特点，而且附加输出缓冲器，因此输 入输出特性得到改善，当负荷增加而引起的传输时间变化被控制在最小限度。特 别要注意图1.3中所示， VV和是接直流电源的，这是保障该元件正常工作的ccss 不可缺少的条件。 为了方便使用，本次我们使用了4节干电池充当电源，电压源并联了一个电 容C1，它能改善电源的内阻，减小电源的内阻，尤其是在电池使用较久，电压 降低时。C1可是 使声控放大电路继续发挥较好的作用。 如图1.3所示，该部分主要用到了三极管和压电陶瓷片，由于当时我们去买 元器件时店里没有它卖，所以我们便用蜂鸣器代替了它，它们二者都能充当传感 器的作用。当外界有一定声响时，它的输出电压给三极管的B,E极残生I，C极b 点位下降，与非门1A的输出端变为高电压；当响声消失时，1A的输出端又回 复到低电位。 该部分中R1的阻值为Ω，三极管的C极连接可变电阻W，调节这个电2M 阻使C极的起始电压处在比与非门电路1A输入阀值略高一点的电位。1A的初 始状态，由于两个输入端都是高电位，所以输出端都是低电位。 L该部分主要由一个光敏电阻和单排阵T3-4组成。 R 单排阵大概相当与一个开关的作用。当把它上面的“帽子”拿掉后该部分就 断开了，当它戴上“帽子”后又会导通，再看光敏电阻L的作用：当环境有一R 3 定亮度时，的阻值很小，所以2Ab处于低电位，不论2A5是什么电位，2A的输出总是高电位 ，二极管4148因为电压反偏而截止，C2和R4下端始终处于高电位，也就是使3A，4A的四个并联输入端都处于高电位，它们的输出端处于 低电位，所以电路在亮的环境下不论出现多大强度音响LE都不会发光。 该部分主要由一个47uF有极性的电容C2和2MΩ的阻值的电阻R4并联组 L成。 C2的上端为“+”极，因此其下端是低电位，不过由于R4与之并联，且R4 R 上端连接电源正极，显然C2下端的低电位并不能维持很久，它的下端的电位会 慢慢升高，当电位达到或者超过阀值时，其后面的两个与非门会发生翻转，此时 输出端又变成了低电位，LED会熄灭。如果没有C2，那么下端的低电位可以很 快上升，电容使上升过程变慢，这就是电路的延时功能。 本次课设中，我们没有选用灯泡，而是选择了发光二极管LED，它们在本实验中可以互换，因此我们选择了更便宜，小巧的发光二极管，当它两端流过电 流时它就会发光。 2. 虽然我们选用的原理图比较简单，可其实却并不那么简单，因为原理图上的 4个与非门是分开画的，并没有显示出它们的联系，而实际上它们却是连在一起 的一个一个元器件，这就大大增加了焊制的难度。 为了方便后面的焊制，我们采取的是先布元器件，后焊制的方式，先布管脚 多的CD4011，然后再把每个管教引出来连接的元器件放在它周围，这种方式有 背于我们平常分析和观察电路的惯用思维——即从电源一极看过去，逐个分析元 器件，虽然有点不习惯这种思维方式，但不可否认，这确实使电路布置得更加有 条理了，从而避免了混乱，这是最重要的。 4 剩下的就是焊制了，由于我们都是新手，从前都没焊过电路板，所以如何把 电路焊好就成了急需解决的问题，开始的时候，我用电烙铁怎么都不能把锡粘到 电路板上，锡总是积成一团，好像老是要跟我作对，这就大大放缓了我们的制版 速度，还好我们在一次次的“失败”中渐渐摸索出了它的习性，必须先对锡加热， 然后再凭借自己的“手感”来 慢慢搞定它，若是发现电烙铁老师不能使锡融化 的话，我们可以试着粘几下松香，然后你就会发现事情突然变得简单多了。就这 样折腾了半天，一块电路板终于被我们焊制完成了，心里总算松了口气，这个半 成品已足以让我们兴奋好一阵了。 3. 一块电路板出来后最让人激动的时候终于到来了。 我们从自己的收音机里取出了4节干电池，把它装在了电路中，便成了本次课设的“点睛之笔”，整个电路也就基本完成了。剩下的只有调试了。可是当我 们拨动开关时，发光二极管却怎么也不亮。这到底是哪出了问题呢？没办法，大 伙只能把焊的密密的电路板再从头到尾检查一遍了，好在不一会就发现了问题所 在，“罪魁祸首”原来是CD4011的“帽子”，早焊完板子后我们忘记把它放上去 了。这下可算了却了一桩心事。我们首先进行的是光控测试，当整个电路处在强 光的照射下时，发光二极管慢慢变暗了下来。可是当我们把它放在被子里观看时， 它又会变得亮起来，而且明显比刚才亮了很多。光控成功，后来进行的声控就不 是很明显了，不过整个电路板还算满意，毕竟这是我们第一次焊电路板。还没有 完全失败对我们来说已经算是成功了。我相信以后有经验了一定会做的更好。 虽然我们本次课设选用的电路有很多优点，不过它还是有些不足的地方。 对于电源部分，因为我们所用的是6V的直流电源，这使试验变得方便了很多，但在现实生活却不能派上用场，因为电厂电压是220V的交流电，所以我们 可以在将输入改成220V的交流电时改变其他元器件的参数，使之成为能在马路， 楼梯等公共场所使用的声光控延时路灯。 5 对于发光部分，为了产生更好的照明效果，我们可以将发光二极管换成一个 适当功率的灯泡，并与之串联一个一定阻值的电阻，这样在既保证了发光效果的 同时又可以防止灯泡因功率过大而损坏。 5. 我们这组人这次的题目是声光控路灯电路。老师什么也没给我们，除了题目 和要求，所以当时遇到的第一个问题就是解决电路图的问题。所以我们便在网上 去搜了了。说是互联网这个东西很强大，可是想要找出这样一个电路原理图却不 是很简单的一件事。选择图的基本要求是：既要满足题目要求，又不能太复杂， 还要我们基本能看懂。结果找了半天才找到一个合适点的，剩下的就是买元件和 焊板子了。 刚开始还以为我们选的电路比较简单，后来焊东西的时候才发现也不尽然。 电路图上画了4个与非门，实际上它们却是一个东西，而且也就那么小一点，一个CD4011有14个引脚线，要是真焊起来可有点棘手啊！如果焊的不好便很容易短路的。所以还得非常小心。因为我们可并不是为了完成任务而随便交一块板 子上去的，大家花了这么多时间就必须用心把它做好，在焊前得先把各个元器件 的位子布置一下，有些不需要用导线连起来的就可以摆在一起，让电路板自带的 铜线将他们连接起来。这样可以避免过多的滥用导线。在这么小的板子上多连一 根导线都会让电路变得看不清楚，所以这部的操作是不可缺少的。由于我们都是 新手，所以还不是很熟练，元器件都是些小东西，在焊的时候很容易从反面掉下 来，所以还得同组的一个同学用手拖住，虽然不是很顺手，不过还是蹑手蹑脚地 把一个一个元器件焊在了板子上，这可真是一件细活，既需要经验又需要耐心， 对我们来说还真是一种很好的锻炼。 经过一天的折腾，一块声光控路灯电路板终于在我们手中诞生了，当我们检 测时却老有问题，发光二极管总是不亮，大家顿时无语了。一天的劳动成果岂能 这样被浪费掉？没办法，还得自己把焊制的密密麻麻的电路再从头到尾检查一 遍，好在不一会就发现了问题的所在。“罪魁祸首”原来是CD4011的“盖子”， 实际的物品CD4011是由上下两部分组成的，在焊制电路板的时候为了方便我们 6 没把它们合在一起，在焊完后却忘记把它放上去了。一切搞定，一块基本成功的 声光控电路诞生了，在此刻我们也能松口气了。 经过这次模电课设，我发现团队合作和内次年是多么重要，缺少了它们我们 将很难完成任何一项任务。好在我们组的人都不缺少，在动手能力争抢了的同时 也加强了同学们之间的合作和友谊，这真是一举两得的事，同时我也发现了自己 的动手能力不是很足，经常显得很笨拙，还好有同学的耐心指导我才能完成，所 以我今后一定要加强动手能力方面的锻炼。因为动手能力对我们这个专业来说是 非常重要，只有动手能力强的人才能在以后的社会生活中占得一席之地。 7 目 录 1. 原理设计 .............................................................................................................. 1 1.1 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 选择 ..................................................................................................... 1 1.2 对电路元器件及原理的分析 ................................................................... 2 1.2.1 对电路元件CD4011的介绍......................................................... 2 1.2.2 电源部分 ......................................................................................... 3 1.2.3 声控部分 ......................................................................................... 3 1.2.4 光控部分 ......................................................................................... 3 1.2.5 延时部分 ......................................................................................... 4 1.2.6 发光部分 ......................................................................................... 4 2. 布置电路板上元器件及焊制 ............................................................................. 4 3. 硬件的调试 .......................................................................................................... 5 4. 对电路的改进 ...................................................................................................... 5 5. 心得体会 ............................................................................................................... 6 8