触摸声光控制课设Word格式文档下载.docx
《触摸声光控制课设Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《触摸声光控制课设Word格式文档下载.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
考勤15%
设计与制作65%
实习报告20%
总评
设计
20%
制作
10%
软件编程
10%
简易程度20%
功能实现5%
格式5%
图表
5%
原理5%
表述5%
指导老师签名：
摘
要
声光触摸控制楼道灯开关，能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。
具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等特点。
这里介绍声、光控制自动延时节能开关,综合了声、光和延时控制、工作稳定、节电并可延长灯泡寿命。
在白天或光线较强的场合即使有较大的振动声响也能控制灯泡不亮;
晚上或光线较暗时遇到声响、振动后灯自动点亮,经过约一分钟（时间可设定）自动可用于楼梯、厕所等公共场所楼道灯的自动管理。
本文阐述了简单的声光触摸控制楼道灯开关的制作。
选择声敏传感器、光敏传感器和磁敏传感器作为基本元件。
光敏电阻,声控传感器和触摸传感器三种传感器形成了声控、光控和触摸三种控制的电路板。
利用布局和布线规则完成了电路板的制作。
实现了电子开关的三种控制，实验结果实现了灯的控制。
【关键词】传感器声控光控触摸节能方便
要
1
第一章
光敏电阻介绍
1.1光敏电阻
1.2电阻基本特性及其主要参数
2
第二章
触摸声光控制器原理及其流程图
6
2.1
方案的论证
2.2
方框流程图
2.3方案
2.4
电路的工作原理
7
2.5
元器件清单
8
2.6
原理图的PCB印刷版图
9
第三章
电路板的焊接、调试及故障分析
10
3.1
焊接
3.2印刷板的设计要求
3.3印刷板的线路设计
11
3.4
印刷板的焊接设计
12
3.5
调试及故障分析
13
第四章心得体会与致谢
14
参考文献
15
附录
16
光敏电阻介绍
1.1光敏电阻
光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。
在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。
为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。
构成光敏电阻的材料有金属的硫化物、硒化物、TO化物等半导体。
半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
当光敏电阻受到光照时，价带中的电子吸收光子能量后跃迁到导带，成为自由电子，同时产生空穴，电子一空穴对的出现使电阻率变小。
光照愈强，光生电子一空穴对就越多，阻值就愈低。
当光敏电阻两端加上电压后，流过光敏电阻的电流随光照增大而增大，入射光消失，电子一空穴对逐渐复合，电阻也逐渐恢复原值，电流也逐渐减小。
在光敏电阻两端的金属电极之问加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。
它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。
用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和磅化物等半导体。
通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。
在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子一空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。
光照愈强，阻值愈低。
入射光消失后，山光子激发产生的电子一空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。
在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波
长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。
光敏电阻
没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
由图1-1可知，光敏电阻伏安特性近似直线，而且没有饱和现象。
受耗散Tf
率的限制，在使用时，光敏电阻两端的电压不能超过最高工作电压，图中虚线大
允许功耗曲线，由此可确定光敏电阻正常工作电压。
图1-2光敏电阻的光电特性图
图1-1光敏电阻的伏安特性图
图1-3光敏电阻的光谱特性
1．电特性
光敏电阻的光电流与光照度之问的关系称为光电特性。
如图1-2所示，光敏
电阻的光电特性呈非线性。
因此不适宜做检测元件，这是光敏电阻的缺点之一，
在自动控制中它常用做开关式光电传感器。
2．光谱特性
对于不同波长的入射光，光敏电阻的相对灵敏度是不相同的口各种材料的光
谱特性如图1-3所示。
从图中看出，硫化锡的峰值在可见光区域，而硫化铅的峰
值在红外区域，因此在选用光敏电阻时应当把元件和光源的种类结合起来考虑，
才能获得满意的结果
3．频率特性
当光敏电阻受到脉冲光照时，光电流要经过一段时间才能达到稳态值，光照
突然消失时，光电流也不立刻为零。
这说明光敏电阻有时延特性。
由于不同材料
的光敏电阻时延特性不同，所以它们的频率特性也不相同。
图1-4给出相对灵敏
度Kr，与光强变化频率f之间的关系曲线，可以看出硫化铅的使用频率比硫化佗高的多。
但多数光敏电阻的时延都较大，因此不能用在要求快速响应的场合，这是光敏电阻的一个缺陷。
图1-4光敏电阻的频率特性
图1-5硫化铅的光谱温度特性
4．温度特性
光敏电阻和其他半导体器件一样，受温度影响较大，当温度升高时，它的暗
电阻会下降。
温度的变化对光谱特性也有很大影响。
图1-5是硫化铅光敏电阻的
光谱温度特性曲线。
从图中可以看出，它的峰值随着温度上升向波长短的方向移
动口因此，有时为了提高灵敏度，或为了能接受远红外光而采取降温措施。
常用的光敏电阻器是硫化锅光敏电阻器，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-lOMf2:
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）
p。
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。
所以设计光控电路时，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。
光敏电阻随入射光线的强弱其对应的阻值变化不是线性的，也就不能用它作
光电的线性变换，这是使用者应注意的地方。
初学者可购置一只光敏电阻器（MG45
型），在夜间点一盏60-100W的白炽灯，用万用表直接测量光敏电阻器的阻值。
测量时，应把光敏电阻对着白炽灯的光，再逐渐拉开与灯的距离（由近到远），观察万用表指示的阻值变化，可以直观验证光敏电阻的特牲，以加深对它的感性认识。
常用的光敏电阻器型号有密封型的hIG41,hIG42,MG43和非密封型的}1YIG45。
它们的额定功率均在200.W以下.
在光电自动控制电路中，可以选用光敏电阻器作为光电传感元件。
触摸声光控制器原理及其流程图
方案的论证
设计声光控开关，最起码要考虑三方面的问题，其一是灯泡的开关控制，这是由220V市电供电。
其二是光控制，使其在有光时，即使有声音也不能亮。
其三就是声音控制，在晚上或光线不足时，只要有人经过，发出声音，灯泡就会点亮。
方框流程图
图2-1方框流程图
2.3方案
该方案采用了控制电路工作,，该方案能方便地用于不需外扩程序存储器的应用场合，达到简化电路、缩小体积、减小功耗和降低成本的目的。
根据题目要求和制作成本,从中挑出简单易行的电路，分析其控制原理。
分别对三种电路做接线实验，调试成功后两两进行整合。
由于各电路的工作电压及某些其他因素影响，所以电路的整合难度稍大。
最终搭试出一个新的电路，如方案一所示,此电路设计符合实验的要求。
再对新电路进行测试，不断修改，成功后焊接到电路板上。
电路的工作原理
图2-2
触摸声光控制器原理图
触摸声光发生器由触摸记忆开关和音频振荡器两部分组成。
由图2.1可知1,2,3，构成触摸记忆开关，RG为光敏电阻，假设初始状态是反相器1输入端1脚为低电平0，经3级反向后6脚输出高电平1，发光二极管LED导通发光，D1反向截止，反相器4,5组成的振荡器起振，10脚输出的音频震荡信号经过R2送到三极管VT放大，蜂鸣器U1就发出“嘟--”音频响声。
同时电容C4因2脚为高电平而充满电荷（左正右负）。
故C4的左端即光敏电阻的下端为高电平。
如果这时用手按住光敏电阻，则光敏电阻的下端的高电平就通过人体电阻和C3加到反相器5脚，是之为高电平，则6脚为低电平0，此时，LED灯熄灭，同时二极管导通，反相器9输入端被钳位低电平0振荡器停振，蜂鸣器不响，同时4脚为高电平经过5,1M电阻反馈到反相器的1脚，使1脚高电平，所以即使人手离开光敏电阻，1脚扔能保持高电平不变。
电路的状态被记忆下来，这时2脚为低电平。
C4存的电荷又会放出来，使光敏电阻的下端为低电平，再用手按一下光敏电阻，LED又会被点亮，蜂鸣器又会响起了，这是因为手指按住光敏电阻时C4左端低电平会通过人体电阻和C3加到5脚，反向后6脚输出高电平，是LED发光，D1截止振荡器又振，使蜂鸣器发声，反相器。
元器件清单
表2-1
原理图的PCB印刷版图
图2-3
电路板的焊接、调试及故障分析
焊接
电路板的焊接安装时首先将电阻焊到电路板上,然后依次将三极管、发光二极管、光敏二极管、开关、电解电容、焊到电路板上（在电路板上的高度由低到高依次焊接）,注意电解电容器的极性和三极管的管脚排列。
只要元器件正确,焊接可靠,电路基本不再需调整就可以工作了。
首次通电，继电器会吸合。
当灯熄灭后，可以拍手使灯亮，也可以触摸图钉使灯亮，这两种方法点亮灯后自动熄掉，可以调节R或C控制亮灯时间。
升级会员 