声光控制灯的设计实验.pptx

声光控制灯的设计声光控制灯的设计 一、设计任务与要求一、设计任务与要求v1设计一个用于楼道路灯的声光控制开关：白天灯不亮，夜间在声音的作用下使灯点亮，灯亮约20秒后自动熄灭。要求电路简单、成本低、安全可靠，一般的干扰噪声不能够开灯。v2要求完成整个系统的设计，包括设计方案选取、电路分析、电路图绘制、硬件的装配与调试、测试现象分析、撰写总结报告。二、设计思路与参考电路二、设计思路与参考电路v1、设计思路 声源产生的声音信号，经声电转换器转换成微弱的电信号，该信号放大后送处理器处理，使幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路达到设计要求的延时时间，执行机构在延时时间内控制负载动作，系统参考电路如图1所示。图图1 声光控参考电路声光控参考电路 2、单元电路设计、单元电路设计、单元电路设计、单元电路设计v（1）电源设计 电源电路的种类繁多，如变压器降压、桥式整流、LC、RC滤波，三端集成稳压器等。具体采用什么电路合适，则根据主体电路及执行机构不同和可靠、价廉、有效等要求进行选用。本参考电路中电源电容降压的结构形式：220V的工频交流电经电容C1、1降压，D1、2整流，C5滤波，R2和稳压管D7稳压后输出稳定的直流电压v（2）信号放大整形电路 放大电路实现方法很多，除分立器件实现之外，还可采用集成运放、门电路等形式实现。本系统放大器输入的是音频信号，幅值约几十mV左右。要使此信号驱动后面的可控硅，要求放大器有约60dB的放大倍数，由于一级放大电路的倍数不满足要求，故采用两级放大。因用作开关信号，晶体管直接工作于开关状态，如图中的Q1、Q2。要求白天灯不亮，电路中采用光敏电阻做晶体管Q1的偏置电阻，白天光敏电阻阻值小，基极电流大，使晶体管Q1处于深度饱和，致使话筒传过来的声音信号，不能使其退出饱和达到放大的目的。晚上光敏电阻阻值很大Q1截止、Q2饱和，输入信号经Q1、Q2放大整形后变成幅值约为5V的一组不规则的脉冲信号。v（3）延时处理电路 为使放大电路输出的一群脉冲信号转变为开灯的单一状态控制信号，要求声音信号控制灯亮后，延迟一段时间自动熄灭，电路中可采用基本触发器或时基“555”来完成信号的延时并自动翻转。v（4）执行机构 通常作为开关使用的器件有晶体管、可控硅、继电器等，而负载则为电灯、电机等多种多样。声控开关的输出如能直接带动负载，就可以直接接上，对于大负荷、交流市电等，声控开关的输出，还须控制满足负荷要求的开关，如可控硅，继电器等。本电路使用可控硅控制电灯，可控硅的导通角是可控制的，其控制极电流IG的大小将直接影响灯的亮度，IG越大、导通角越大、灯越亮。经实验测试，当IG 10mA时，可控硅全部导通。v设计的电路在万能版或面包板上进行装配，之前需先对驻极体话筒、可控硅等元器件进行检测，之后分成四个部分组装，调试按以下步骤进行。v1仪器准备 准备好系统调试需要的万用表、函数信号发生器和示波器，本电路220V供电无隔离措施，220V的市电对人体有危险，调试时需要隔离变压器。v2通电准备 打开电源之前，先按照系统原理图检查制作好的电路板的通断情况，然后接通电源，用三、组装与调试三、组装与调试 调试与分析调试与分析 万用表检查板上220V点的值，同时检查板上的直流电源是否有输出，且直流值是否正确。v3负载检查 断开延时电路D触发器的输入与前端电路的连线，用信号源提供延时电路的输入，观察负载灯是否按功能亮并延时熄灭，若不正常，用万用表和示波器按原理图检查各点的波形与电压值。v4放大整形电路检查 给话筒加上声音信号用示波器捕获该信号的波形，检查话筒工作是否正常，正常之后，用示波器检查两级三极管集电极的输出波形是否达到设计要求，否则调整各级三极管的静态工作点，直到输出波形达到要求为止，可用仿真软件辅助调试。v5系统连调 把延时处理电路和放大整形电路断开的连线接好，接通电源，提供声音信号，检查负载灯是否按要求亮、熄。如有问题，检查连线的通断情况，直到正常为止。四、设计报告要求四、设计报告要求v1设计项目名称与设计任务。v2方案设计：针对设计任务及指标要求提出两种设计方案，并比较方案及确定方案的理由，绘出系统组成框图，介绍设计思路及工作原理。v3单元电路设计与分析：介绍各单元电路工作原理，计算元件参数及元件型号，并绘出系统电路。v4电路安装与测试：使用测量仪器的名称、型号，介绍测试方法、安装调试中出现的问题及解决办法，记录调试现象、波形，并讨论测试结果。