挑战杯多功能发音开关.docx
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挑战杯多功能发音开关
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第七届“挑战杯”课外学术科技创作大赛
多功能发音开关
（作品简介）
项目队长：
胡义然（09自动化）
项目成员：
蔡晓旭（09自动化）
丁锐杰（09电师）
邹冰冰（09电二）
广东技术师范学院自动化学院
2010年12月
目录
一、概述1
二、功能与前景1
三、结构模块与电路原理图2
四、实物3
五、心得体会6
六、特别鸣谢7
一、概述
人体红外感应开关的诞生到现如今的使用已经日渐频繁。
但是在经济高速发展的当今社会，人们的节奏越变得越来越快，人们需要高效节能全自动的生活，人们普遍要求产品的功能能够多样化以方便自己的生活。
但是，人体红外感应从诞生至今它的作用还仅是停留在单一的功能上————即感应到人体时便接通负载，于是我们的多功能发音开关就诞生了。
我们的作品是一个多功能的发音开关。
它具有感应人体，发出用户所需语音并接通负载的功能。
容易操作，便于用户使用。
我们就是根据这样的设想构造出了我们的作品，利用这个装置可以通过感应人体来实现报警，接待贵宾和接通替他用电器等作用。
本装置可以分为两大模块，一个是人体红外感应开关及稳压模块，一个是语音模块。
人体红外感应开关模块主要用到一个BISS0001芯片，BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成被动式的热释电红外开关。
这个芯片主要来构成一个导通开关，使得负载工作。
语音模块主要是应用到一个语音芯片。
使得录音和播音的功能便于实现。
综上所述，本作品就是这样产生的。
二、功能与前景
我们的作品是一个多功能的发音开关。
它具有感应人体，发出用户所需语音并接通负载的功能。
应用举例1，现在有些地方总是来宾络绎不绝，那么，我们这个多功能发音开关就可以大大减轻甚至替代接待人员的工作，可以根据来宾身份的不同，录制用户所需的语音。
使来宾有一种备受关注的感觉。
应用举例2，我们现在的防盗器是一种不太人性化的防盗器，一旦感应到盗贼便响起警铃，贼确实是吓走了，但左右邻居也被闹的鸡犬不宁。
那么，我们这个作品便可以帮助用户做到吓走盗贼并不影响左右邻居。
我们可以先录制音，比如“爸爸，我口渴了”，另外，从另一个2P接口接上一个灯管，当小偷靠近时，便自动发声和打开灯管，吓走小偷，同时避免与小偷产生正面冲突。
因此，我们这个作品又是十分之人性化的警报器。
我们的作品又可以作为一个普通人体红外感应开关来使用，它可以通过人体感应，能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、自动门、电风扇和自动洗手池等装置，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。
在经济高速发展的当今社会，人们的节奏越变得越来越快，人们需要高效节能全自动的生活。
由此看来，我们作品的是适应了市场的需求，设计十分人性化，具有非常广阔的应用前景。
我们进一步打算使它的功能更具多样化，进一步把它升级，我们初步设想外接一个单片机，使它运用范围更广，更加容易使用，更加便民，并且成本更低。
三、结构模块与电路原理图
模块一人体红外感应开关及稳压模块：
1.BISS0001芯片的认识
A.管脚图
B.工作原理
BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成电路。
2.BISS0001的热释电红外开关应用电路图
上图中，运算放大器OP1将热释电红外传感器的输出信号作第一级放大，然后由C3耦合给运算放大器OP2进行第二级放大，再经由电压比较器COP1和COP2构成的双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号Vs去启动延迟时间定时器，输出信号Vo经晶体管T1放大驱动继电器去接通负载。
上图中，R3为光敏电阻，用来检测环境照度。
当作为照明控制时，若环境较明亮，R3的电阻值会降低，使9脚的输入保持为低电平，从而封锁触发信号Vs。
SW1是工作方式选择开关，当SW1与1端连通时，芯片处于可重复触发工作方式；当SW1与2端连通时，芯片则处于不可重复触发工作方式。
在实物中，我们直接把SW1用导线短接，使得它始终都与1端连通，即我们让芯片一直处于重复触发工作中。
图中R6可以调节放大器增益的大小，原厂图纸选10K，实际使用时可以用3K，可以提高电路增益改善电路性能。
输出延迟时间Tx由外部的R9和C7的大小调整，触发封锁时间Ti由外部的R10和C6的大小调整，R9/R10可以用470欧姆，C6/C7可以选0.1U。
3、5V稳压电源的应用电路图
我们的稳压芯片使用的是LM2940。
其中的电容有滤波的作用，使得输出的电压能够稳定到5V。
模块二语音模块
这个模块的实现比较简单，只需要注意区分引脚便可以很好的接线，所以这个不作详细介绍。
四、实物
五、心得体会
我们这个设想最初的诞生只是为了能有效的减少现在日益增长的盗窃事件。
从确定这个作品的大体功能，到查找资料，了解各个元件的使用方法，最后确定结构模块，制定电路图的最优方案，在电子实验箱上进行试验，到最后的落实在电路板上，我们前后整整用了3个月的时间，这三个月，并非很难度过，虽然说我们一路来挫折不断，一次次的试验结果不与我们的设想相符合，但是我们一次次坚定信念，积极寻找原因，克服困难。
记得在试验箱上实验的时候，我们在选用电容和确定电阻的阻值时，花了很长的时间调试，我们差点想要放弃，但庆幸的是我们一直坚持了下来，最后终于被我们调试出来。
最让我们刻骨铭心的一次，是前几天，我们由于在使用继电器方面尚缺经验，在电路的设计时误用了继电器，使我们足足连续奋战了8个小时，从晚上8点到早上4点才最终克服难关。
我们从这里深刻意识到基本功的重要性，只有不断地应用这些元器件，才可使自己的技术更加娴熟。
其实，我们这一队人，从未做过其他电子作品，这是我们的第一件作品。
我们通过这个项目后，学习并掌握了人体红外感应技术，语音模块技术，和一些电子元器件的使用，同时也提高了我们的动手能力和团队协作意识，我们深刻体会到了科学创新的难度与趣味，我们愿意这样继续走下去，创新更多便民的作品。
六、特别鸣谢
首先感谢主办方，给予我们这个参赛的机会。
我们理论知识尚不完备，动手能力尚待加强，对一些硬件的使用尚缺乏知识，我们之所以能做出这件作品，并且能参赛，我们要特别感谢欧俊金师兄，他给我们克服最后的难关的宝贵意见。
我们也感谢在这个过程中关心我们这个作品的同学老师们。
另外我们要感谢一位“老师”，他给我们强大的理论支持，给予我们很大帮助，他就是网络。
网络是不错的老师，非常感谢网络。
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