模電設(shè)計(jì)電子聲光門鈴系統(tǒng)

1、模 電 綜 合 設(shè) 計(jì) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 設(shè)計(jì)名稱:電子聲光門鈴系統(tǒng) 綜合設(shè)計(jì)題目：電子聲光門鈴系統(tǒng)摘 要20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的 各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn) 品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。 近幾年來，隨著市場(chǎng)上智能化樓宇的不斷升溫，門鈴系統(tǒng)已作為智能化辦公室和智能化住宅小區(qū)的一個(gè)重要組成部分，被各商家和用戶所接受。人們已開始習(xí)慣用門鈴系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鐵鑰匙去管理各通道門，這使門鈴系統(tǒng)得到了飛躍性的發(fā)展。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，通過簡易元器件實(shí)現(xiàn)人們對(duì)物質(zhì)生活的滿足，這將會(huì)日益成

2、為今后的一個(gè)重要發(fā)展的方向。一、 設(shè)計(jì)的任務(wù)和具體要求：任務(wù)：1）鞏固和提高學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)；2）提高運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立思考和綜合分析、解決實(shí)際問題的能力； 3）培養(yǎng)掌握正確的思維方法和利用軟件和硬件解決實(shí)際問題的基本技能；4）增強(qiáng)對(duì)實(shí)際電路的認(rèn)識(shí)，掌握分析處理方法，進(jìn)行調(diào)試、計(jì)算等基本技能的訓(xùn)練， 使之具有一定程度的實(shí)際工作能力。5）掌握科研、資料查詢的基本方法以及獲取新知識(shí)的能力。6）促使我們學(xué)習(xí)和獲取新知識(shí)，掌握自我學(xué)習(xí)的能力。7）通過參與實(shí)際工作，使我們了解社會(huì)和工作，具備一定的實(shí)際工作能力8）通過設(shè)計(jì)電子門鈴系統(tǒng)，了解電子門鈴及發(fā)光二極管的工作原理和內(nèi)部構(gòu)造、及振蕩信號(hào)

3、的產(chǎn)生。要求： 1根據(jù)電子門鈴課題任務(wù)制定合理、可行的工作計(jì)劃； 2進(jìn)行必要的調(diào)研和資料搜集、文獻(xiàn)閱讀； 3硬件設(shè)計(jì)符合原理表示、電路圖紙和工藝要求的各種規(guī)范； 4制定系統(tǒng)（模塊）的測(cè)試方法，并根據(jù)完整的測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)系統(tǒng)（模塊）的性能指標(biāo)做出分析和評(píng)價(jià)； 5. 電子門鈴效果的實(shí)現(xiàn)及改進(jìn)；6. 對(duì)課題成果進(jìn)行總結(jié)，撰寫設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告書及心得體會(huì)。二、 電子門鈴的應(yīng)用：電子門鈴是音樂集成電路的最基本，最簡單的應(yīng)用。在按下門鈴開關(guān)后，門鈴會(huì)產(chǎn)生較高平率的“叮”聲，當(dāng)松開按鈕后，則會(huì)發(fā)出較低頻率的“咚”聲。它由放大器、揚(yáng)聲器、二極管、電阻、電容和電源等部分組成。它的音質(zhì)清晰，裝調(diào)簡單容易、靈敏度高、性能穩(wěn)

4、定、安全可靠、成本較低耗電量也較低。 三、 整體設(shè)計(jì)方案 元器件材料的選擇揚(yáng)聲器：揚(yáng)聲器是一種把電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘?hào)的換能器件，揚(yáng)聲器的性能優(yōu)劣對(duì)音質(zhì)的影響很大。揚(yáng)聲器在音響設(shè)備中是一個(gè)最薄弱的器件，而對(duì)于音響效果而言，它又是一個(gè)最重要的部件。揚(yáng)聲器的種類繁多，而且價(jià)格相差很大。音頻電能通過電磁，壓電或靜電效應(yīng)，使其紙盆或膜片振動(dòng)并與周圍的空氣產(chǎn)生共振（共鳴）而發(fā)出聲音。一般揚(yáng)聲器是由：磁鐵、框架、定心支片、模折環(huán)錐型紙盆組成的。 我們最常見的電動(dòng)式錐形紙盆揚(yáng)聲器。電動(dòng)式錐形揚(yáng)聲器即過去我們常說成紙盆揚(yáng)聲器，盡管2014年振膜仍以紙盆為主，但同時(shí)出現(xiàn)了許多高分子材料振膜、金屬振膜，用錐

5、形揚(yáng)聲器稱呼就名符其實(shí)了。錐形紙盆揚(yáng)聲器大體由磁回路系統(tǒng)（永磁體、芯柱、導(dǎo)磁板）、振動(dòng)系統(tǒng)（紙盆、音圈）和支撐輔助系統(tǒng)（定心支片、盆架、墊邊）等三大部分構(gòu)成。1音圈：音圈是錐形紙盆揚(yáng)聲器的驅(qū)動(dòng)單元，它是用很細(xì)的銅導(dǎo)線分兩層繞在紙管上，一般繞有幾十圈，又稱線圈，放置于導(dǎo)磁芯柱與導(dǎo)磁板構(gòu)成的磁疑隙中。音圈與紙盆固定在一起，當(dāng)聲音電流信號(hào)通入音圈后，音圈振動(dòng)帶動(dòng)著紙盆振動(dòng)。2紙盆：錐形紙盆揚(yáng)聲器的錐形振膜所用的材料有很多種類，一般有天然纖維和人造纖維兩大類。天然纖維常采用棉、木材、羊毛、絹絲等，人造纖維則采用人造絲、尼龍、玻璃纖維等。由于紙盆是揚(yáng)聲器的聲音輻射器件，在相當(dāng)大的程度上決定著揚(yáng)聲器的放聲

6、性能，所以無論哪一種紙盆，要求既要質(zhì)輕又要?jiǎng)傂粤己?，不能因環(huán)境溫度、濕度變化而變形。3折環(huán)：折環(huán)是為保證紙盆沿?fù)P聲器的軸向運(yùn)動(dòng)、限制橫向運(yùn)動(dòng)而設(shè)置的，同時(shí)起到阻擋紙盆前后空敢流通的作用。折環(huán)的材料除常用紙盆的材料外，還利用塑料、天然橡膠等，經(jīng)過熱壓粘接在紙盆上。4定心支片：定心支片用于支持音圈和紙盆的結(jié)合部位，保證其垂直而不歪斜。定心支片上有許多同心圓環(huán)，使音圈在磁隙中自由地上下移動(dòng)而不作橫向移動(dòng)，保證音圈不與導(dǎo)磁板相碰。定心支片上的防塵罩是為了防止外部灰塵等落磁隙，避免造成灰塵與音圈摩擦，而使 揚(yáng)聲器產(chǎn)生異常聲音。電容：定義：是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構(gòu)成。當(dāng)在兩金屬電極間加上電壓

7、時(shí)，電極上就會(huì)存儲(chǔ)電荷，所以電容器是儲(chǔ)能元件。任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體，組成一個(gè)電容器。平行板電容器由電容器的極板和電介質(zhì)組成。特點(diǎn)：1.它具有充放電特性和阻止直流電流通過，允許交流電流通過的能力。2.在充電和放電過程中，兩極板上的電荷有積累過程，也即電壓有建立過程，因此，電容器上的電壓不能突變。電容器的充電：兩板分別帶等量異種電荷，每個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫電容器的帶電量。電容器的放電：電容器兩極正負(fù)電荷通過導(dǎo)線中和。在放電過程中導(dǎo)線上有短暫的電流產(chǎn)生。3.電容器的容抗與頻率、容量之間成反比。即分析容抗大小時(shí)就得聯(lián)系信號(hào)的頻率高低、容量大小。其他器件：本設(shè)計(jì)還選取一些常規(guī)的電阻、開關(guān)、

8、發(fā)光二極管等元器件；本實(shí)驗(yàn)選取比較簡單的器件使得本設(shè)計(jì)可以得到廣泛的應(yīng)用。四、 電路設(shè)計(jì)及實(shí)物圖1） 電路說明這是一個(gè)實(shí)現(xiàn)音調(diào)變換的電子門鈴系統(tǒng)，它主要是利用電容器C1的充、放電作用來改變振蕩器的振蕩頻率來實(shí)現(xiàn)的。三極管VT1與VT2組成互補(bǔ)型自激多諧音頻振蕩器，電阻R3、電容C2構(gòu)成的正反饋昂羅使電路起振。C1是起變調(diào)作用的充、放電電容。在門鈴按鈕S1未按下時(shí)，VT1和VT2均處于截止?fàn)顟B(tài)。電路不振蕩，揚(yáng)聲器BP無聲，當(dāng)有客人來訪按下S1時(shí)，電源通過R1向C1充電，使VT1的基極電位逐漸上升，蕩電位上升到0.7V左右時(shí)，電路開始起振。揚(yáng)聲器BP開始發(fā)聲。隨著C1 兩端的電壓不斷升高，音調(diào)也隨

9、之發(fā)生變化。當(dāng)C1兩端電壓達(dá)到1.5V左右時(shí)，音調(diào)不再發(fā)生變化而趨向穩(wěn)定。松開按鈕S1后，C1所儲(chǔ)存的電荷將通過電阻R2向VT1的發(fā)射結(jié)放電，揚(yáng)聲器BP會(huì)繼續(xù)發(fā)聲，同時(shí)音調(diào)也會(huì)發(fā)生變化，此時(shí)聲音將維持幾秒鐘時(shí)間，且音色也是逐漸降低。當(dāng)C1存儲(chǔ)的電荷絕大部分放完后，電路即停止振蕩，恢復(fù)原來的靜止?fàn)顟B(tài)。2）電路原理圖（圖1）：圖13） 創(chuàng)新及電路原理圖在此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中，通過增加高亮度的發(fā)光二極管和改進(jìn)部分電路，增設(shè)于本電路中，使電路效果更加的明顯。電路原理圖如下（圖2）：圖24）電路裝配圖（圖3）：圖35） 裝調(diào)提示：適當(dāng)增大R3阻值，或者增加C2的電容值?？梢越档驼袷庮l率，反之振蕩頻率將升高。阻值

10、R1的阻值需適當(dāng)，如阻值過大，當(dāng)按下按鈕S1后，電容C1充電時(shí)間過長。將導(dǎo)致電路不能馬上起振。S1可用4位撥碼開關(guān)中的一位代用。先將開關(guān)置于ON 位置，稍后再斷開，以模擬按鈕開關(guān)的動(dòng)作過程，電源使用四節(jié)5號(hào)電池。6）元器件清單： 名稱編號(hào)參考數(shù)值名稱編號(hào)參考數(shù)值電阻R110k三極管Vt19013電阻R247k三極管Vt29012電阻R34.7k揚(yáng)聲器BP8電解電容C147uf開關(guān)S1四位撥碼開關(guān)代用瓷片電容C2103電池BT 3V4節(jié)5號(hào)電池電解電容C347uf發(fā)光二極管LED1，2表17) 電路實(shí)物圖:8）產(chǎn)品的推廣及應(yīng)用價(jià)值：本產(chǎn)品應(yīng)用價(jià)值高，可以在很多方面得到廣泛的應(yīng)用，為人們的生活和工作提供更好的幫助，主要可以應(yīng)用于以下幾點(diǎn)：(a) 假性近視治療儀的創(chuàng)新，可以使人們?cè)谥委熂傩越晻r(shí)，放松心情，緩解疲勞。(b) 電子門鈴的創(chuàng)新使用，外帶增加不影響視力的提示燈，既可以為門鈴做指示燈，又可以使得眼睛疲勞得到緩解。(c) 警察巡邏燈的推廣應(yīng)用。9）設(shè)計(jì)心得體會(huì)：本設(shè)計(jì)由電容器C1的充、放電作用來改變振蕩器的振蕩頻率來實(shí)現(xiàn)的電子門鈴。通過設(shè)計(jì)聲光電子門鈴，了解電子門鈴的工作原理和內(nèi)部構(gòu)造。增強(qiáng)了我們的動(dòng)手實(shí)踐能力，