声光控路灯控制系统电路设计doc.docx
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声光控路灯控制系统电路设计doc
题目声光控路灯控制系统设计
班级10计科<1>班
学号201010510116
姓名鞠智明
指导严老师
时间12.17-12.21
景德镇陶瓷学院
设计课题
:
声光控路灯控制系统设计
设计
匕一个声光控路灯控制系统(感兴趣的电工电子技术应用)电路,
要求电子元件超
过30~50个或以上,根据应用电路的功能,确定封面上的题目,然后完成以下任务:
设
1、
分析电路由几个部分组成,并用方框图对它进行整体描述;
计
2、
对电路的每个部分分别进行单独说明,画出对应的单元电路,分析电路原理、
任
兀件参数、所起的作用、以及与其他部分电路的关系等等;
务
3、
用简单的电路图绘图软件绘出整体电路图,在电路图中加上自己的班级名称、
与
学号、姓名等信息;
要
4、
对整体电路原理进行完整功能描述;
求
5、
列出标准的元件清单;
1、
查阅相关资料,开始撰写设计说明书;
设
2、
先给出总体方案并对工作原理进行大致的说明;
计
3、
依次对各部分分别给出单兀电路,并进行相应的原理、参数分析计算、功能以及与
步
其他部分电路的关系等等说明;
骤
4、
列出标准的元件清单;
5、
总体电路的绘制及总体电路原理相关说明;
6、
列出设计中所涉及的所有参考文献资料。
设计说明书字数不得少于3000字。
【1】陈宝生;电工电子基础;化学工业出版社;2004
参
【2】李守成;电工电子技术;西南交通大学出版社;2002
考
【3】杨静生;电工电子技术;机械工业出版社;2004
文
【4】贾学堂朱慧红;电工学习题与精解;上海交通大学出版社;
2005
献
【5】曹才开;电工电子技术;清华大学出版社;2007
【6】王槐斌;电路与电子简明教程;华中科技大学出版社;
2006
1、总体方案与原理说明1
2、电源电路2
3、声控电路3
4、光控电路4
5、混合控制模块电路5
6、总体电路原理相关说明6
7、总体电路原理图7
&元件清单8
9、参考文献10
10、设计心得体会11
一、总体方案与原理说明
声光控路灯主要是依据光控原理和声控原理来设计的。
利用光控电路可
以根据光线的亮暗条件控制灯的使用。
光控电路是由光敏电阻和可控硅组成。
声控电路是为完善光控路灯而设计。
在不同时段、不同的地点使用灯的机率也不同,声控可进一步节约能源。
整个电路由电源电路,声控电路,光控电路及延时电路等部分组成。
电源由电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,经降压整流后输出电路所需电压。
光敏控电路对外界光亮程度进行检测,输出与光电程度相对应的电压信号。
从而实现白天灯泡不亮晚上遇到声响时,通过声控电路使灯泡自动点亮,声控电路主要将声音信号转变为电信号,从而要实现自动控制,延时电路声音消失后延长一段光照时间。
总体方框图如图1所示。
光控部分
声控部分
Ik
混合控制电路
二〉p/
开关及延时部分
图1声光控路灯原理组成方框
二、单元电路1——电源电路
电网提供交流电压220V,流经11:
1的变压器输入电路。
交流电压经过由四个整流二极管接成的桥路,四只二极管两两交替导通,使交流电压变成脉动的直流电压,此为全波整流。
电容C3有滤波的效果。
LM317可使输出电压非常稳定。
通过调节变阻器R1,使R3与R1的比值改变从而达到调节电压的目的。
C2电
容用于消除电路的纹波,C1电容则是为了抵消电感效应,抑制高频干扰,并改善负载的瞬间响应。
LED是电源指示灯,当电路接上电网电压时指示灯会亮。
IlliJIIILIIIIIII||I|||||II||I||II||II
稳压电源电路原理图
U1
图2电源部分原理图
三、单元电路2——声控电路
压发生改变的特性。
当有声音时在out端将输出一个大于2V的高电平,当没有声音时在out端产生一个小于0.8V的低电平;在总电路的综合控制的基础上,在夜晚有人经过时路灯点亮,在寂静无人的晚上路灯熄灭。
四、单元电路3——光控电路
图3光控电路图
图3光信号采集电路,利用光敏电阻的光照与无光照条件下的电阻变化大的特性,利用电阻串联分压式采取对应电压信息。
当有光音
时在out端将输出一个大于2V的高电平,当没有光时在out端产生一个小于0.8V的低电平;在总电路的综合控制的基础上,在夜晚有人经过时路灯点亮,在寂静无人的晚上路灯熄灭。
五、单元电路4――混合控制模块电路
光信号输入
U1A
R3
1KQ
74LS08N
VCC
逻辑信号输出
LM324AJ
声音信号输出
R2
AAA.-
Vv
2KQ
图4混合控制模块电路图
当有声音时在out端将输出一个大于2V的高电平,当没有声音时在out端产生一个小于0.8V的低电平;有光音时在out端将输出一个大于2V的高电平,当没有光时在out端产生一个小于0.8V的低电平;当光控模块和声控模块同时产生一个大于2V的高电平时LM324两端才产生高电平,其他情况下LM32两端将产生一个低于1V的低电平。
在总电路的综合控制的基础上,在夜晚有人经过时路灯点亮,在寂静无人的晚上路灯熄灭。
人走灯熄的延时照明控制作用,从而达到节约电能延长使用寿命的目的。
六、单元电路5——开关延时电路
逻辑输入信号
100uF
D1
202C
R2
50KQ
D2
1N1202C
LM324AJ
D4
02BZ2.2
D3
02BZ2.2
断电开关
LED1
2N1711
图5开关延时电路图
本延时电路采用RC充放电电路作为延时部分,通过二极管等使充
电放电电路分开。
这样极短的声音刺激就能实现电路的延时工作。
信
号由前一级逻辑电路部分经R1输入,经过二极管D3向电容单向C1充电。
所以充电后运放LM324的3脚电位高于2脚,1脚就输出正电位,经稳压管稳压为5V,此时三极管Q1开启,指示灯亮起,继电开关合上,电网接通,点亮灯泡X1。
在声音信号刺激结束后,电容向电阻R2R4放电,其中R4为200k电位器,使其放电时间为5s到25s可调。
七、总体电路原理相关说明
在稳压电源电路中的四只整流二极管接成电桥的形式,在任意时刻都只有其中两只是导通的,其余两只截止,故能将输出信号变成脉动的直流电压。
白天,亮度大于一定程度时,光敏二极管呈现底阻状态(w1K),使三极管截止,其发射极无电流输出,单向可控硅(多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等)。
因无触发电
流而阻断。
此时流过灯泡的电流w2.2mA,灯泡不能发光。
电阻和稳压二极管使三极管偏压不超过6.8V,对三极管起保护作用。
夜晚,亮度小于一定程度时,光敏二极管呈现高阻状态》100K(电路分析
时高阻态可做开路理解),当话筒接收到某一特定频率的声音后,便在其两端产生一个电脉冲,此电脉冲进入集成电路的内进行放大处理,并使原来的低电平输出{电平是数字逻辑电路中的说法,在逻辑电路中,低电平表示0,高电平表示1。
一般规定低电平为0~0.25V,高电平为3.5~5V。
}变为高电平输出,故三极管正偏导通,于是在电阻上产生电压,使双向可控硅元件触发导通,照明等内有电流通过而点亮
7、总体电路原理图
220Vrm
50Hz
0a
IM317H
图6总体电路图
八、元件清单
类型
型号
数量
电阻
200Q
2
1kQ
7
2kQ
2
10kQ
1
50kQ
1
100kQ
1
电位器
50kQ
1
200kQ
1
电容器
100uF
1
1uF
1
0.1uF
1
电解电容
47uF
1
二极管
1N1202
2
稳压管
5V
2
发光二极管
2
三极管
2
咪头
1
热敏电阻
1
桥堆
2N1711
1
集成芯片
W08
3
芯片插槽
14脚
1
电磁继电开关
1
4
1
九、参考文献
【1】陈宝生;电工电子基础;化学工业出版社;2004
【2】李守成;电工电子技术;西南交通大学出版社;2002
【3】杨静生;电工电子技术;机械工业出版社;2004
【4】贾学堂朱慧红;电工学习题与精解;上海交通大学出版社;2005
【5】曹才开;电工电子技术;清华大学出版社;2007
【6】王槐斌;电路与电子简明教程;华中科技大学出版社;2006
【7】吴建强;电工学习题解答;哈尔滨工业大学出版社;2000
【8】林平勇高嵩;电工电子技术;高等教育出版社;2004
2004
【9】顾永杰;电工电子技术;高等教育出版社;2005
【10】李燕民;电路与电子技术;北京理工大学出版;
十、设计心得体会
一个星期过去了,在这一个星期中我学到了很多,同时学会了设计一个声光控路灯控制系统的设计。
以前还没遇到声光控路灯的时候还不会去想探个究竟,后面碰到了想去了解其工作原理,又应为没有学过相应的知识而忘却了,经过这一周的学习终算是了解了它的一个大致的工作原理。
如果给我元件我就能做出一个声光控路灯电路来。
在这一个星期里,开始老师给我们交了一些要求且叫我们自己去网上找题目,之后我在网上找领导这个题目及相关的实现的原理和内容,还去图书馆找了一些相关书籍,通过自己的不断深入的看书和学习,最后不这个课程设计做出来了,我感到很自豪,不仅是作出了这个课程设计,还学到了很多。
加深了对课本上知识的理解;对各种元件的认识;更懂得了理论与实践的重要性,提高了学习的积极性,同时更是提高对问题的分析.理解能力。
最后,也是最重要的一点,实践是理论检验的唯一真理,没有实践,再完美的理论也是空洞的,但是没有理论也就没有什么实践,所以,要理论与实践相结合,才能把一件事做好。