简易声光控延时照明灯含multisim仿真.docx
《简易声光控延时照明灯含multisim仿真.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易声光控延时照明灯含multisim仿真.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
简易声光控延时照明灯含multisim仿真
郑州轻工业学院
电子技术课程设计
题目：
简略声光控延时照明灯电路
学生姓名：
专业班级：
学号：
院（系）：
指导教师：
达成时间：
2014年2月21日
郑州轻工业学院
课程设计任务书
题目简略声光控延时照明灯电路
专业学号姓名
主要内容、基本要求、主要参照资料等：
主要内容
1．阅读有关科技文件。
2．学习protel软件的使用。
3．学会整理和总结设计文档报告。
4．学习怎样查找器件手册及有关参数。
技术要求
1.要求电路能够经过照明灯开关对光芒强弱的感觉，控制照明灯第一级开关。
2.要求电路能够经过照明灯开关对声强的感觉，在第一级开关开通的前提下，控制照明灯的亮灭。
3.要求电路能够实现照明灯点亮时间t后自动关断，而且时间t能够手动调理。
4.要求电路假如在照明灯点亮时期又有新的声源出现，照明灯应从头通电时间
t。
主要参照资料
1．何小艇，电子系统设计，浙江大学第一版社，2001年6月
2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术第一版社，
2001年10月
3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学第一版社，
1999年10月
4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学第一版社，
2005年6月
5．康华光，电子技术基础，高教第一版社，
2003
完成期限：
2014年2
月21日
指导教师签章：
专业负责人签章：
2014年2
月16日
摘要
本设计主要目的是设计简略声光控延时照明灯电路，介绍其构成、性能及工作原
理，给出各电路原理图及元件参数选择。
该电路节电成效十分显然，白日光照好，不
管过路者发出多高声音，都不会使灯泡发亮。
夜晚光暗，电路的驻极式传声器只需检
测到有声响，就会自动点亮为行人照明，过段时间后又自动熄灭，节能节电。
本电路
采纳两级控制（光芒强弱的感觉与声强的感觉）。
光控电路是依据光芒的强弱来优先决
定电灯的亮灭。
该电路能够对声控延时电路进行控制，在白日光芒较强时，光控电路
输出低电平将声控电路封闭；在夜晚光芒较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能
翻开。
声控电路中采纳了双三极管构成的放大电路，将MIC转变的电信号连续放大，经过延时电路控制灯亮及灯亮的时间。
跟着现代智能建筑技术的迅速发展，智能照明控制技术愈来愈展现出重要的作用。
它差别于以开关量、手动为主的照明控制方式，拥有节能环保、安全稳固、使用灵巧
等特色。
在平常生活中，这类延时照明控制灯能有效地除去长明灯、节俭电能，可宽泛用于楼梯、走廊、路灯和卫生间等场所的照明。
重点字：
声控电路/光控电路/可重复触发单稳电路
目
录
1．概括·························
1
2．系统整体方案设计··········
错误!
未指定书签。
2.1
系统模块··············
错误!
未指定书签。
2.2
电源电路······················
2
2.3
光控电路······················
3
2.4
声控电路······················
3
2.5
延时控制电路
····················
5
2.6
照明灯开关电路
···················
6
3．元器件选型······················
8
3.1
主要器件介绍
····················
8
3.2
元器件清单·····················
10
结论与个人总结·····················
11
参照文件·························
12
附录···························
13
1.概括
该电路采纳两级控制（光芒强弱的感觉与声强的感觉）。
光芒强时，光敏电
阻R8的阻值很小，使得555准时器的复位端4为低电平，不论其余输入端的状态怎样，输出端（3端）为低电平，晶闸管断开，电灯不亮；光芒弱时，光敏电
阻R8的阻值变大，555准时器的复位端4为高电平，555可正常工作；当有声音信号时，可经过驻极式话筒接收办理成交变信号经Q1、Q2放大后，由比较器LM311
办理成脉冲信号加到555的触发端2脚，2脚触发时，晶闸管导通，电灯点亮；
555和R5、R6、C6、Q3等构成可重复触发单稳电路；经过电容C6充电放电的过
程达到延时的成效，准不时间Tw=1.1*（R5+R6）*C6,时间可经过调理R6的大小
来控制；经过555的3端控制双向晶闸管VS的控制极的导通和截止，来达到控
制照明灯的目的。
2.系统整体方案设计
2.1系统模块
简略声光控延时照明电路的整体框图为：
声控电路
延时控
制电路
照明灯开
关电路
光控电路
电源电路
照明灯开关对光芒强弱的感觉，作为
控制照明灯第一级开关，所以经过光敏电阻的阻值大小来控制555的复位输入端
的电平，进而实现只有在夜晚时555才能正常工作；选择适合的偏置电阻R2、
R4，使得Q1、Q2均工作在放大区，且Q2的静态Vce大于4V，这样，在第一级
开关开通的前提下，无声音时，555输出端为0，有声音时，经过MIC变换成电信号，经Q1、Q2放大，比较器LM311办理成脉冲波，在其出现降落沿时，555触发端2端输入0，输出端为高电平；经过R5、R6、C6达成电路的延时控制；经过555输出端3端来控制双向晶闸管的控制极，实现电灯的点亮与否。
2.2电源电路
220V市电经过变压器转变为12V的沟通电，再经过整流桥整流，电容滤波，
三端稳压集成电路稳压转变为+12V的直流电压。
滤波由电解电容C1达成，电容
C2、C4可除掉一些高频扰乱，电解电容C3可在进一步过滤信号的同时储藏一些
能量，在负载电流忽然变大时开释。
选择电解电容时要保证其耐压值不可以小于施
加在两头的电压，不然电解电容极易发生爆炸。
所以电解电容C1采纳25V、2200uF的，C3采纳16V、1000uF的，正常状况下它们两头的电压都不会超出其耐压值。
2.3光控电路
在白日时，因为光敏电阻MG45阻值远小于100K，所以，555准时器的复位端4端为低电平，555不工作，当夜晚时，MG45阻值约为1M，此时4端为高电平，555能够正常工作，所以，光控控制电路对电路起总控制作用。
2.4声控电路
MIC接收到足够的声强时，电路产生谐振并输出一个轻微脉冲，进而将声音
信号变换为沟通电信号。
MIC输出信号是一个特别轻微的信号，为了后续电路能够对声强信号进行处
理，一定加入信号放大电路。
图中所示信号放大电路是由电阻R1—R4、Q1、Q2
和C5构成，电路中采纳了双三极管构成的放大电路，这样能够使电路的放大的
倍数比单管放大电路的倍数增添必定倍数，进而获得适合的信号。
R3和R4为放
大电路的集电极偏置电阻，C5为放大电路的滤波电容。
经过选用适合的R3、R4，
保证Q1、Q2工作在放大区，使得Q2的静态工作点Vce约为4.47V,R10、R11为分压电阻，为LM311比较器的3端供给4V的电压，当无声响时，LM311比较器的输出端7端，输出为12V的高电平，当有声响时，MIC将声音信号变换为沟通电信号，在其负半周期，使得Q2的Vce小于4V,使得LM311比较器的输出端7端，输出为0，7端接555的触发端2端，进而实现了对555的控制。
（Multisim仿真）
2.5延时控制电路
延时控制电路的核心部分是555准时器，555集成电路时一种特别实用的，
而且应用十分灵巧的集成电路。
准时器共有8个引脚，引脚1为接地端，引脚
8
为电源端，引脚2为触发电平端，引脚3为输出端，引脚4为复位端，引脚
5
为控制电平端，引脚6为阀值输入端，引脚7为放电端。
从功能表中能够看出：
555集成电路经过改变THRES和TRIG端的电压值，来影响输出端和放电端的状态；同时它还拥有储藏信号的功能，所以555集成电路的应用十分宽泛。
需注意是控制电平端CONT,当它接入随意电压Vcv时，THRES和TRIG端的变化分界点就
不再是2/3Vcc和1/3Vcc，而是Vcv和1/2Vcv。
如上图，延时控制电路包含两部分：
第一部分是由三极管和比较器构成的触发信号产生电路；第二部分是由555准时器构成的可重复触发的单稳态电路。
第一，声强信号办理电路的输出信号接三极管Q1的基极。
因为MIC接收到了足够大的声强后，转变后的沟通信号经Q1、Q2放大后，使得Q2的Vce经过比较器的作用后，比较器的输出端7端接入555集成电路的TRIG端作为触发电平。
555集成电路构成的可重复触发的单稳态电路处于稳态时，
Vthr>（2/3）Vcc,Vtrig>（1/3）Vcc,输出端为0，放电管导通。
当Vtrig=0时，电路进入暂稳态，此时输出端为1，放电管截止。
同时直流电源经过电阻R5、R6对电容C6充电，使得Vthr的值逐渐上涨，当Vthr的值大于（2/3）Vcc时，电路从头进入稳态，,输出端为0，放电管导通。
电路暂稳态的连续时间，即C6的充电时间取决于电阻R5、R6和电容C6的数值，其计算公式为：
t=Tw=1.1*（R5+R6）*C6所以11s<=Tw<=33s
在电容C6充电时期，在Vthr未充到2/3Vcc从前，假如MIC又接收到声音信号，则三极管Q3导通，电容将再次放电，输出仍旧保持在暂稳态，知足了电路假如
在照明灯点亮时期又有新的声源出现，照明灯应从头通电时间t的要求。
2.6照明灯开关电路
555的输出端3端接在双向晶闸管的控制极，R9为限流电阻，当3端为高电平常，晶闸管的控制极导通，电灯点亮，当3端为0时，控制极断开，因为为沟通电，当电灯两头电压为0时，电灯熄灭，需要控制极从头触发。
3.元器件选型
3.1主要器件介绍
LM311
一、
LM311比较器的1脚=地，4脚=电源V-，8脚=电源V+，2脚=输入+,3脚=输
入-,7脚=输出.5脚=均衡,6脚=均衡/选通.电源电压最大:
36V；电源电压最
小:
5V，因为其是OC输出（集电极开路），所以输出端接电阻才能正常工作。
NE555
二、
555准时器是一种应用极为宽泛的中规模集成电路。
该电路使用灵巧、方便，只需外接少许的阻容元件就能够构成单稳、多和谐施密特触发器。
因此宽泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
555集成电路的引脚图
阀值输入
触发输入
输出端
放电管
THRES
TRIG
复位端
Q
OUT
随意值
随意值
0
0
导通
<（2/3）Vcc
<（1/3）Vcc
1
1
截止
>（2/3）Vcc
>（1/3）Vcc
1
0
导通
<（2/3）Vcc
>（1/3）Vcc
1
不变
不变
由555准时器构成的可重复触发单稳电路工作波形图
BCR1AM-8P
控制极
三、
因为电灯的工作电压为220V的市电，所以选择双向晶闸管BCR1AM-8P（1A
400V）,双向晶闸管在构造上相当于两个单向晶闸管的反向并联，但只有一个控制
极。
基于双向晶闸管的特别构造，不论在阳极和阴极间接入何种特征的电压，只
要控制极上加上一个触发脉冲（不论极性），都能够使双向晶闸管导通。
双向晶闸管宽泛应用于工业、交通、家用电器灯领域，可实现沟通调压、电
机调速、沟通开关、温度控制、台灯调光等多种电路功能。
3.2元器件清单
结论与个人
总结
通过这次
符号
类型
数量
简略声光控延
R1、R11
10K
2
时照明灯的设R2
2.4M
1
计，我收获很
多。
从开始看到
R3
22K
1
题目时的无从
R4
2K
1
下手，到查找相
R5
100K
1
关的电路书本
和器件手册，慢
R6
电位器（200K）
1
慢探究、剖析和
R7
200K
1
同学一块议论，
R8
光敏电阻MG45
1
到最终完成这
次设计，稳固了
R9、R12
1K
2
从前学过的知
R10
20K
1
识，培育了自己
思虑、剖析、设
C1
25V2200uF
1
计、制作和检查
C2
0.33uF
1
电路的能力，同
C3
16V1000uF
1
时学会了用不
同的元器件来
C4、C7
0.01uF
2
构成电路实现
C5
0.012uF
1
同样的功能，从
中比较剖析而
C6
100uF
1
确立最优的设
Q1、Q2
三极管9013
2
计组合。
也使我
Q3
三极管9012
1
更加熟悉了
altium
T1
（220V/12V变压器）1
designer
软件
D1
1N4001
4
的使用，同时也
VR1
MC78L12CP
1
学会
了用
multisim仿真MIC
CRZ-29驻极式传声器1
软件查验一些
U1
NE555
1
电路设计的正
U2
LM311比较器
1
确与否，加强了
电路的靠谱性。
VS
BCR1AM-8P
1
经过此次设计，
LAMP
220V5W灯泡
1
使我更好的利
用了图书馆资
源和网络资源进行自主学习探究，对常有的集成电路器件的功能和引脚接法有了进一步的认识和认识，这让我理解了阅读查找文件的重要性，平常多累积知识，真实到了用的时候，才会驾轻就熟。
同时，也让我看到了自己的不足。
因为英文不是太好，看数据手册和使用软
件有些困难，这方面需要提升；知道的的元器件太少，好多常用元器件需要掌握；
因为平常只着重理论，没有灵巧思虑，在碰到问题时，不知从哪下手。
感谢老师给我此次时机，让我学到了好多适用的知识，锻炼了自己着手实践
和思虑的能力，认识到自己存在的不足。
经过此次设计的感悟，我相信这是我的
一个新的起点，此后我能更好的在思虑取学习，在实践中进步。
参照文件
1．何小艇，电子系统设计，浙江大学第一版社，2001年6月
2．姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术第一版社，
2001年10月
3．王澄非，电路与数字逻辑设计实践，东南大学第一版社，
1999年10月
4．李银华，电子线路设计指导，北京航空航天大学第一版社，
2005年6月
5．康华光，电子技术基础，高教第一版社，2003年
6.杨欣，电子设计从零开始第2版，清华大学第一版社，2005年10月
7.杨承毅，图表新说元器件，人民邮电第一版社，2013年1月
8.李响初，适用电子控制线路200例，中国电力第一版社，2009年3月
9.
石磊，AltiumDesigner8.0
电路设计，清华大学第一版社，
2009年11月
10.
许晓华，Multisim10计算机仿真及应用，清华大学第一版社，
2011年9月
附录
简略声光控延时照明灯电
升级会员 