声光控自充电LED节能灯设计.docx

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声光控自充电LED节能灯设计

声光控自充电LED节能灯设计

摘要：

俗话说“眼睛是灵魂的窗户”。

我认为灯光是指导思想的方向标志。

在生活中，我们一直使用灯，如台灯，路灯，荧光灯，探照灯，灯笼等，但无论哪种灯具，它们的作用都是一样的-照明。

因此,设计有用便利的照明是我们共同的愿望。

我们在生活中使用的最常见的灯是走廊里的灯光。

居住在住宅楼的人应该知道走廊很窄，晚上走路非常不便利。

如果走廊的照明始终开启，则不可幸免。

这将浪费国家资源，因此设计一种不浪费国家电力且便利有用的照明系统是非常有用的。

本设计主要介绍声光控制的电路设计。

声光控制由光敏电阻实现。

当光敏电阻在背光中时，光会慢慢地熄灭，也就是说，当人走过时。

在某些电路中，这个原理也可以通过声音的振动来实现。

当人走过时，通过简洁地用手布置灯来自动打开灯，然后人关闭然后熄灭。

这为路人提供了便利，同时也达到了节电和节能的目的;延长灯的寿命。

在现实生活中，节能和节能可以实现更多的自动化。

在学校，机构，工厂和矿山的公共场所以及居民区的公共建筑中，长时间照明的现象非常普遍，这造成了巨大的能源浪费。

另外，由于频繁切换或人为因素，墙壁开关的损坏率高，增加了维护量，浪费资金。

同时，为了加强我们对模拟电子技术，数字电子技术，电子技术的理解和巩固，我花了一个月的时间来毕业设计，而我的设计是声光控制照明的设计，我设计了一个声光双控白炽灯节能照明，电路新颖，安全省电，结构简洁，安装便利，使用寿命长。

在该设计中，介绍了各种声光控制灯控制器的组成，性能，适用范围和工作原理。

给出了每个电路的原理图和元件参数。

节电效果非常明显，维护量大大减少。

省钱并使用得很好。

日光很好，无论传球者多么响亮，它都不会是灯泡。

在夜晚的黑暗中，一旦检测到声音破碎，电路的声音拾取将自动点亮以获得行人照明。

几十秒后，它会自动关闭，节省能源，节省电力。

关键词：

与非门放大;光电二极管;可控开关;延迟电路。

Acoustic light-activated LED energy-saving floodlight design 

Asthesayinggoes,"theeyesaretheWindowstothesoul.Ithinkalampisabeacontothesoul.Inthelife,weareusingthelighteverywhere,suchasdesklamp,streetlamp,fluorescentlamp,searchlight,colouredlamptowaitamoment,butnomatterbethelampofwhatstyle,theiractionisconsistent-illume.Accordingly,Designingapracticalandconvenientfloodlightisourcommonwish.Andweusethemostcommonlampcorridorlamplife,livedinresidentialbuildingsshouldknowthathaveanarrowcorridor,walkintheeveningisnotveryconvenient,ifletcorridorlightshavebeenlit,thehardtoavoidcanwasteofnationalresources,Therefore,itisofgreatpracticalsignificancetodesignalightingsystemthatisveryconvenientandpracticaltowastenationalpower.

Thisdesignmainlyintroducesthecircuitdesignofsoundandlightcontrol.Acousto-opticcontrolisachievedbyaphotoresistor.Whenthephotoresistorisinthebacklight,thelightwillslowlygoout,Thisisalsothetimetowalkpeopleby.Insomecircuits,thisprinciplecanalsobeachievedbythevibrationofthesound.Whenapersonwalksby,thelightwillautomaticallyturnonandoffafterheleaveswithalighttouch.Inthisway,thepassers-byprovidedtheCorrespondingconvenience,atthesametime,alsoachievethepurposeofsavingelectricityandenergy;extendthelifeofthebulb.Inthereallifeofenergysaving,moreautomationcanbeachieved.

Inthepublicplacesofschools,governmentagencies,factoriesandminingenterprises,aswellasthepubliccorridorsinresidentialareas,thephenomenonoftheever-burninglampsisverycommon,whichhascausedagreatwasteofenergy.Inaddition,Asaresultoffrequentswitchingorhumanfactors,thedamagerateofthewallswitchisveryhigh,increasingtheamountofmaintenance.awasteofmoney.Atthesametime,inordertostrengthenouranalogelectronictechnology,digitalelectronictechnology,electronictechnologytounderstandandconsolidate,ittookmeamonth'stimeforgraduationdesign,Idesignissoundandlightcontrollightingdesignofthetopic,Idesignedanovelcircuit,security,powersaving,simplestructure,Easytoinstall,thesoundandlightcontrolincandescentenergy-savinglampshavealongservicelife.

Inthisdesign,thecomposition,performance,applicationrangeandworkingprincipleofvarioussound-lightcontrolstreetlampcontrollersareintroduced,andthecircuitschematicdiagramandcomponentparameterselectionaregiven.Thepowersavingeffectisveryobvious,andatthesametime,themaintenanceamountisgreatlyreducedandthecapitalissaved.Theuseeffectisgood.Thelightisgoodduringtheday,andnomatterhowloudapasser-bymakes,itwon'tbealightbulb.Atnight,whenthelightisdim,thecircuitpickupwillautomaticallylightupandturnoffafterafewsecondswhenitdetectsasound.

Keywords:

nandgateamplification;Photodiode;Controllableswitch;Delaycircuit.

一、引言：

21世纪的新光源，使得它在彩灯装饰和照明领域越来越多的使用。

在未来，市场规模和白光LED发光二极管的应用将无限宽广，并将进入平常家庭，取代各种传统的室内和室外照明灯具。

LED的最大特点是，它不需要预热时间，在开关，响应速度快（约10^-9秒），安全性和光源控制成本低的生活没有影响，使得频繁的切换可能的，而且它在声光控灯被使用。

它的最佳光源。

今天，当地球资源枯竭时，环保和节能是当今各行业进展的重点，格外是需要消耗大量电力的照明行业。

在灯具类型的研究和开发中，它还注重环保和节能的特点。

因此，开发新型高效，节能，长寿命，高显色指数，环保光源对家居照明节能具有重要意义。

因此，LED灯的许多优点可能在未来取代传统的照明设备，尤其是白光LED，这是照明行业非常期望的。

它是照明产品的新兴光源，被称为“绿色照明”光源。

进展潜力无限。

白光LED具有体积小，发热量低，寿命长，功耗低，响应速度快等优点，但没有白炽灯泡，高功耗，大热量，低光性能，易碎，荧光粉废料含有汞并污染环境，因此他们对比明行业非常乐观。

中国照明协会主席陈燕生于2006年6月19日预测，“LED估计将在五年内广泛应用于平常照明。

”

因此，人们认为这是跨世纪值得关注的重大事件，它是抢先技术专家高科技领域的制高点也是企业家猎取巨额利润的战场。

半导体节能声光控制照明在各个领域的新系统设计和研究中显示出强大的推广和应用前景。

随着电子技术的进展，尤其是数字技术的进展，实现灯具自动照明，节省能源，节省电力，延长灯具寿命，用数字电路技术变得越来越重要。

对我们的现实生活。

声光控制电路已成为人们日常生活中不可或缺的必需品。

它不需要开关。

当有人经过时，它会自动点亮。

它广泛用于走廊和走廊等公共场所，为人们带来了美好的生活。

便利。

因此，它已被广泛使用。

声光控制电路是在声光控制电路中工作的电子开关。

它将声音（例如拍手）和光转换成电信号，并对它们进行放大和整形，以输出切换信号以控制各种电器的操作。

它在工业设备和家用电器的自动控制中具有广泛的应用。

由于该电路广泛应用于人们的日常生活中，因此具有很好的重复使用效果。

该电路采纳仿真软件设计。

来进行仿真然后才确定下来的,虽然用的仅仅是EWB软件,但是在论文中也是比较有特色。

能够使人们在不知不觉中感受便利。

1、研究课题的背景

随着千禧年的钟声响起，历史的车轮已经进入了一个新的世纪，即21世纪。

站在新世纪的门槛上，我们感受到了快速进展的现代技术。

因此，对比明的需求不断进展，人们有意识地使用各种方法来改进它。

照明不仅改变了人们在阳光下生活的方式，也改变了日落。

它也丰富了我们的精神世界。

是的，或许你不禁要问：

“为什么小灯具有如此奇妙的效果。

”我认为这是由于其结构和发明原理！

有多少秘密值得探究和发觉？

有了这个问题，我们一起选择了这个主题，并从研究中找到了答案！

2、课题研究的目的和意义

研究目的：

通过这项研究，我们期望进一步了解其发明原则，澄清其进展背景，并将我们学到的知识应用于试验探究，提高我们的动手能力，创新意识和锻炼思维活动无疑是一个很有帮助。

同时，我们也期望这项研究能使学生进一步了解照明，而不仅限于教科书知识。

从一个小突破点开始，掌握另一项科技知识，以实现课堂以外的另一项改进。

为现代教育科学尽一份力量!

研究意义：

使用声光控制延迟开关来取代住宅社区走廊上的开关。

只有在天黑后，当有人走过楼梯并发出脚步声或其他声音时，走廊灯会自动点亮并提供照明。

当人们进入房屋或走出公寓时，走廊灯会在延迟几分钟后自动熄灭。

白天，即使有声音，走廊灯也不会亮，这样可以达到节能的目的。

声光控制延时开关不仅适用于居住区的走廊，也适用于工厂，办公楼，教学楼等公共场所。

具有体积小，外形美观，易于生产的优点。

可靠的工作等，适用于各种建筑物。

走廊里的照明设备。

降低能耗，节省能源，关注环境爱护是当今世界的主要趋势。

消耗高能量并增加温室效应的白炽灯变得越来越不受欢迎。

在宣布“欧盟在下一年阻止白炽灯”的时间表之后，世界各地放弃白炽灯已成定局。

环保型节能荧光灯是白炽灯的替代品。

节能荧光灯VS白炽灯，在赢得游戏方面毫无悬念，但走廊照明限制了荧光灯的使用，因为走廊照明是不可持续的，有些人需要通光，而且不断切换开关会影响荧光灯的使用寿命，因此声光控制白炽灯广泛应用于走廊照明领域。

3、国内和国际概况

由于近年来中国照明设备行业的迅速崛起，中国已成为电光源产品的主要出口国之一。

照明设备行业是一个普遍竞争的行业，也是中国轻工业对外开放的最早行业之一。

入世后，世界上一些知名大品牌先后进入国内生产和销售领域，使国内竞争国际化。

努力增加不同等级，模式和不同用途的节能光源和照明灯具的进展，加快绿色节能光源产品的开发，推广和应用，是当前照明结构调整的重点中国设备行业。

中国照明设备行业将面临前所未有的机遇和挑战，其带来的巨大商业利益也成为一些企业关注的焦点。

随着全球经济一体化，发达国家产业调整步伐进一步加快。

平常照明电器产品的生产已转移到进展中国家，中国是一个更适合的国家。

首先，中国有生产这些产品的条件，其次，劳动力成本相对较低，这使中国逐渐成为照明电器产品的主要出口国。

展望未来国内市场，需求将逐年增长。

以下强势因素表明，中国的照明市场仍有很大的进展潜力。

在基础设施建设方面：

加快机场，铁路，港口，城市轨道交通等的进展，每个项目都需要照明。

城市照明工程：

城市广场，绿地，道路，建筑物泛光照明，已从大城市进展到中小城市。

根据国内外市场需求的预测，中国照明产业的高速增长期将持续，如何预测未来更加科学。

进一步提高照明产品的质量和档次，进一步提高照明产品的质量和档次既是我们面前的一个话题，也是整个行业共同努力的长期目标。

就国内市场需求而言，人们的生活水平逐步提高，对生活环境质量的要求越来越高，对比明电器产品的要求也越来越高。

新的建筑照明标准已经完成，将被批准实施。

新标准基本符合国际标准。

提出了不同场合的照明要求。

我们的生产企业也一定满足新标准的要求，并为各种照明场所提供相应的产品。

。

从国际市场分析来看，虽然我们的出口量逐年大幅增加，但我们的大部分产品仍处于国际市场的中低档。

去过法兰克福的人都经历过这种情况。

我们的产品仍然超过国际先进水平。

间隙。

此外，如果出口大量劣质低价产品，也会遇到反倾销诉讼，影响整个行业的出口。

因此，我们仍然要大声说出来，质量就是企业的生命。

中国已成为全球照明电器产品的主要生产国。

我们的目标是成为照明电器产品的强大生产商。

我们和发达国家都在照明电气产品的质量，等级，生产工艺，设备，材料和新产品开发能力。

有明显的差距。

看到我们取得成绩的同时,我们也可以清楚地了解我们存在的差距并陆续取得进展。

让我们在业界共同努力，为照明行业的健康进展做出更大的奉献。

中国照明协会主席陈燕生于2006年6月19日预测，“LED估计将在五年内广泛应用于平常照明。

”

4、LED简介

发光二极管（LED）是电致发光光电器件。

早在1907年，人们就发觉一些由半导体材料制成的二极管在正向传导时会产生物理照明现象，但是1969年生产出具有一定发光效率的红色LED。

迄今为止，LED已经生产了30多年。

回想起来，它已经蓬勃进展。

各种类型的LED，使用LED进行二次开发的产品以及与LED兼容的产品（例如白光LED驱动器）正在迅速进展。

新产品不断上市，并已进展成为许多新兴产业。

LED进展历史已有数十年历史。

在照明领域的应用仍然是新技术。

随着LED技术的快速进展，其发光效率将逐步提高。

LED的应用市场将更加广泛。

格外是在全球能源短缺的背景下，LED在照明市场的前景越来越受到世界的欢迎。

在未来10年，它将成为最有前途的市场，最大的市场将成为取代白炽灯，钨灯和荧光灯的最大潜在商品。

展望未来还期望更进一步地提高。

早期的LED主要用于制作指示灯。

它的发光强度不高，一般小于1mcd，而且只有几个高另外，发光效率不高，一般小于0.21m/W，其功率仅为几十mW至几百mW（属于低功率LED）。

本文从增加发光强度开始。

5、发光二极管结构

LED灯（led灯）主要由五种材料组成：

支架，银胶，硅片，金线和环氧树脂。

图1结构

（1）

支架

1、支架的作用用来导电和支撑

2，支架的组成，支架是由支架材料的电镀形成的，而材料是铜，从内到外。

镍、铜、银这五层所组成。

3、支架类型用杯架做一个集中平头支架做大角度散光型灯。

A、2002杯/平头这种支架一般不需要高角度和亮度的材料。

引脚长度比其他支架短约10mm。

引脚间距为2.28mm。

B、2003杯/平头一般用来做φ5以上灯的外露针长度为+29mm，-27mm。

引脚间距为2.54mm。

C、2004杯/平头：

用于制作amp3的LampPin长度和间距与2003支架。

D、2004LD/DD用于制作蓝色，白色，纯绿色，紫色灯可焊双线杯深。

E，2006两极均为平头型，用于做闪光灯捣固IC，焊接多条线。

F、2009用于制作双色灯杯可固定在两个芯片中，三针脚控制极性。

G，2009-8/3009用于制作三色灯杯可以是实心三个晶圆四针脚。

（2）银胶

银胶的作用是固定晶圆并导电。

银胶的主要成分是银粉占75-80％，EPOXY环氧树脂占10-15％，添加剂占5-10％。

使用前应将银胶解冻并充分搅拌。

长时间放置后银粉会沉淀。

如果不均匀搅拌，会影响银胶的性能。

（3）晶片Chip

图2发光二极管和LED芯片的结构组成

1、晶圆晶圆的作用是LED灯的主要成分是一种发光半导体材料。

2、晶圆组成晶圆是由磷化镓GaP，砷化铝砷化镓GaAlAs或砷化镓GaAs，氮化GaN等材料制成，其内部结构具有单向导电性。

3、晶圆结构：

焊接单线正P/N结构晶圆双线晶圆。

晶片的尺寸mil晶片的焊盘通常是金焊盘或铝焊盘。

垫的形状是圆形，方形，十字形等。

4、薄膜的颜色

晶片发光的颜色取决于波长。

常见可见光的分类大致为深红色700nm，深红色640-660nm，红色615-635nm，琥珀色600-610nm，黄色580-595nm，黄绿色565-575nm，纯绿色500540nm，蓝色450-480nm，紫色（380-430nm）。

白光和粉红色光是光效的混合物。

最常见的是蓝色+黄色磷光体和蓝色+红色磷光体的混合物。

5、wafer的主要技术参数

A、晶片的伏安特性图

B、将正向电压VF施加到晶片上的电压以使晶片导通。

该电压与芯片本身和测试电流具有对应关系VF过大会使晶片被击穿。

C、施加一定电压后正向电流IF芯片产生的正向电流。

IF的大小与正向电压的大小有关。

晶片的工作电流约为10-20mA。

D、反向电压VR在晶片上施加反向电压。

E、反向电流IR是指在施加反向电压之后由晶片产生的泄漏电流。

电流越小越好。

由于电流很大，晶片很简单反转。

F、亮度IV指的是光源的亮度。

单位换算1cd=1000mcd

G、波长反映了晶片的发光颜色。

不同波长的晶片具有不同的照明颜色。

单位nm

H、光是电磁波的一种。

波长在0.1mm-10nm之电磁波称为光。

（4）金线

金线的作用将晶片PAD焊盘连接到支撑件并使其能够导通。

金线的纯度为99.99％，Au的伸长率为2-6％，金线的尺寸为0.9，1.0，1.1等。

（5）环氧树脂

环氧树脂的作用通过略微改变灯的发光颜色的亮度和角度来爱护灯的内部结构以使灯成形。

封装树脂包括四部分：

胶主剂，B胶硬化剂，DP扩散剂和CP着色剂。

其主要成分是环氧树脂环氧树脂，酸酐酸酐，高光扩散填料，光扩散和热稳定染料染料。

（6）模具条

模具条是由Lamp形成的模具，并且通常具有圆形形状，方形形状，塔形形状等。

支架的深度由卡的高度决定。

模具条应存放在干净且低于室温的环境中，否则会影响产品的外观。

6、照明原理

发光二极管由诸如GaAs砷化镓，GaP磷化镓，GaAsP磷砷化镓等的III-IV化合物制成，并且其核心是PN结。

因此，它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通反向截止和击穿特性。

此外，它在某些条件下也具有发光性质。

在正向电压下，电子从N区域注入P区域，并且空穴从P区域注入N区域。

进入其他地区的少数民族少数民族的一部分与多数载体多子子组合发光。

假设发光在P区发生，注入的电子直接与价带空穴复合发光或首先被发光中心捕获，然后与空穴重新结合。

除了这种发光复合材料之外，一些电子被非导电中心的中心捕获在导带中心周边和中间带，然后每次释放的能量与空穴复合不足以形成可见光。

光。

复合发光量相对于非发光复合量的比例越大，光子量子效率越高。

由于复合在少数载流子扩散区域中发光，因此仅在PN结表面的几μm内产生光。

许多类型的发光二极管的特征在于发光材料：

磷化镓GaP发光二极管，砷化镓GaAsP发光二极管，砷铝镓GaAIAs发光二极管等，其放射红色，黄色，绿色和隐形红外发光二极管等，根据功率可分为低功率HG400系列，中功率HG50系列和大功率HG52系列发光二极管，此外还有多色，变色发光二极管等。

图3发光二极管图4附发光二极管在电路中的符号及LED发光原理图

7、发光强度及发光效率的提高

作为指示灯应用，存在几种mcd发光强度，但是由LED组成的数字管或字符管的亮度似乎不足。

如果用于室外信号或标志显示，其亮度太低。

不能满足使用要求。

因此，LED的主要进展方向是增加发光强度（即一般增加亮度）。

随着半导体材料和半导体工艺技术和设备的进展，LED的亮度不断提高，并且开发出高亮度和超高亮度LED，并且不断制造新的记录。

LED的发光强度和发光效率的提高主要取决于所用半导体材料的进展及其工艺技术。

早期的LED主要使用GaAs，GaP（双元素半导体材料）和GaAsP（三元素半导体材料）。

在1994年左右使用AIInGaP（四元素半导体材料）后，发光强度和发光效率大大提高。

此外，在工艺技术中，在发光强度和发光效率方面使用由Gane衬底上的AilnGaP材料产生的红光和黄光LED以及由SiC衬底上的InGaN材料产生的绿光和蓝光LED改善。

二、LED灯的历史

LED是能够将电能直接转换成可见光的半导体发光器件。

该材料使用III-V化学元素[如磷化镓（GaP），砷化镓（GaAs）等），并且照明原理是直接转换电能。

对于光能，即通过电子和空穴的组合向化合物半导体施加电流，能量以光的形式释放，形成发光效果，属于冷光，理论寿命超过100,000小时。

最早的LED光源是在20世纪60年代初推出的。

当时使用的