樓道聲光控?zé)艏伴_關(guān)課程設(shè)計(jì)

1、 課程設(shè)計(jì) 樓道聲光控制燈 系別：電子工程系班級(jí)：電信13-2 組員：楊芹 周超 周正霖 黃永杰 格絨次里 唐兢杰 湛清華指導(dǎo)老師：蔣雪琴目 錄摘要.3引言.4第1章 設(shè)計(jì)流程 .5第2章 電源模塊 .72.1 電源電路的設(shè)計(jì) .72.2 電源電路的工作原理及相關(guān)參數(shù)的分析.72.3 電源電路的其他設(shè)計(jì).9第3章 信號(hào)收集模塊.93.1 光信號(hào)收集電路.113.1.1 光信號(hào)電路的設(shè)計(jì)113.1.2 光信號(hào)電路的工作原理相關(guān)參數(shù)的分析.113.1.3 光信號(hào)電路相關(guān)參數(shù)的分析.123.2 聲音信號(hào)收集電路.12第4章 信號(hào)處理模塊.144.1 芯片TC4081BP的介紹.144.2

2、芯片TC4081BP的工作原理.14.第5章 延時(shí)模塊.165.1 延時(shí)電路的設(shè)計(jì).165.2 延時(shí)電路的工作原理.165.3 RC電路的放電過程.175.4 RC電路的時(shí)間常數(shù)175.5 延時(shí)時(shí)間的可優(yōu)化性.18第6章 被控制模塊.196.1 被控制電路的設(shè)計(jì).196.2 被控制電路相關(guān)參數(shù)的分析.206.2.1 相關(guān)元件介紹.20總結(jié).24參考文獻(xiàn).25摘要聲光雙控延時(shí)開光不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公室、教學(xué)樓等公共場所，它具有體積小，外形美觀，制作容易，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，而且降低能耗，節(jié)約能源，注重環(huán)保是當(dāng)今世界的主潮流。此外，它在一定的場所使用還可起防盜作用。它是公共場

3、所照明開關(guān)的理想選擇，被人們譽(yù)為“長明燈的克星”。本次課程設(shè)計(jì)的是一個(gè)靈敏度較高的聲光控制開關(guān)，行人只要拍個(gè)巴掌就能電路觸發(fā)。本電路僅使用一只CMOS門電路TC4081BP、一個(gè)CRZ2-113F型小型駐極體式電容話筒、一個(gè)CdS型光敏電阻器以及若干電阻、電容配合就能將電路觸發(fā)，使其導(dǎo)通，將電燈打開。它不需要發(fā)送關(guān)閉信號(hào)，由電路自身的延時(shí)電路將燈關(guān)閉。當(dāng)燈被打開后，延時(shí)電路延時(shí)約25s后將燈自動(dòng)關(guān)閉。該電路還具有自動(dòng)光控作用，在白天由光敏電阻器控制著電路。即使受到聲音信號(hào)的觸發(fā)，開關(guān)也不會(huì)打開。在此電路的設(shè)計(jì)中，要注意三點(diǎn)，第一是要合理設(shè)計(jì)三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)，使之處于飽和或截止兩狀態(tài)；第二要調(diào)

4、節(jié)好電位器，從而使聲控開關(guān)和光敏電阻具有良好的靈敏度；第三要合理設(shè)定延時(shí)RC，實(shí)際和理論延時(shí)時(shí)間總會(huì)有差距的。關(guān)鍵詞：聲光雙控 延時(shí) 節(jié)電 開光 引言近年來，城市居民住宅越來越趨向高層化。高層建筑的一個(gè)不可忽略的問題是樓道等公用部分的照明問題。樓道照明燈如果能做到隨手關(guān)燈，將是一個(gè)極大的能源消耗，以一棟六單元十二層樓房為例：每層安裝一只15瓦的燈泡，就是72只燈泡，每小時(shí)耗電1.08度。如果這些燈徹夜通明，一晚耗電10多度，一年就是4000多度。一般住戶在開燈后往往忘了或不愿意再費(fèi)事去專門關(guān)燈。感應(yīng)式樓道照明開關(guān)是解決這個(gè)問題的一種簡單方法。它可以在開燈后一定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有人走

5、過，樓道等也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光雙控延時(shí)開關(guān)體積小，外形美光，制作容易，且節(jié)能環(huán)保，是當(dāng)今世界的主潮流。由于近年我國的照明器材行業(yè)的迅速崛起，中國已經(jīng)成為電光源產(chǎn)品的主要輸出國之一。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，發(fā)達(dá)國家產(chǎn)業(yè)調(diào)整的步伐進(jìn)一步加快，一般照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)大量向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，而中國又是一個(gè)比較適合的國家，一是中國具備生產(chǎn)這些產(chǎn)品的條件，而是勞動(dòng)力成本比較低，從而使中國逐步成為照明電器產(chǎn)品出口大國。展望未來的國內(nèi)市場，需求仍會(huì)呈逐年增長趨勢。所以我們小組設(shè)計(jì)一個(gè)聲光雙控延時(shí)開關(guān)來解決此浪費(fèi)問題。夜晚，行人經(jīng)過樓道出入口時(shí)，照明燈點(diǎn)亮25s后熄滅；白天，照明燈自動(dòng)停止工作。第 1 章

6、 設(shè)計(jì)流程此設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)聲控光控延時(shí)開關(guān)的功能。在白天時(shí)無論是否有聲音，燈都不能被點(diǎn)亮，即白天時(shí)不需要光照，在夜晚當(dāng)有聲音產(chǎn)生時(shí)，燈被點(diǎn)亮，且在聲音消失后，燈能夠維持一段時(shí)間亮度，即在夜晚有人經(jīng)過的時(shí)候，燈被點(diǎn)亮，并有足夠的時(shí)間讓人通過。所設(shè)計(jì)的電路分為五個(gè)模塊：電源模塊，信號(hào)收集模塊，信號(hào)處理模塊，延時(shí)模塊和被控制模塊。(模塊圖如1-2)電源模塊為整個(gè)電路提供穩(wěn)定的直流電源，使驅(qū)動(dòng)三極管，芯片TC4081BP和燈。信號(hào)收集模塊分為聲音信號(hào)收集模塊和光信號(hào)收集模塊。聲音信號(hào)收集模塊將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐纛l電信號(hào)從而能夠輸入電路，起到控制開關(guān)的作用。光信號(hào)收集模塊將光強(qiáng)度的改變轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷旱母淖?，與

7、聲音信號(hào)一起控制芯片的輸入。信號(hào)處理模塊即是芯片TC4081BP對聲音，光信號(hào)導(dǎo)致的電信號(hào)的改變進(jìn)行處理，從而驅(qū)動(dòng)被控制電路，并作用于延時(shí)模塊。延時(shí)模塊是在信號(hào)處理模塊的作用下工作，起到延時(shí)的作用。被控制模塊在信號(hào)處理模塊及延時(shí)模塊的共同作用下工作，達(dá)到設(shè)計(jì)目的。 感光電阻RG控制門D1延時(shí)R8,C3二級(jí)整形D3,D4繼電器T燈泡整形D2放大VT檢音BM 圖 1-2 第2章 電源模塊這一章詳細(xì)介紹電源模塊的電路設(shè)計(jì)，電路中各個(gè)器件參數(shù)確定的相關(guān)分析，其工作原理及其他類似的設(shè)計(jì)。為整個(gè)電路提供5V、12V的直流電源，是電路的動(dòng)力來源。2.1 電源電路的設(shè)計(jì)電源電路采用降壓、整流、濾波和穩(wěn)壓的組合

8、電路，將220V的交流電壓變?yōu)?V和12V的直流電壓。模塊圖如圖 2-1 電源變壓器整流電路 濾波電路 穩(wěn)壓電路圖 2-1降壓過程是將220V單相交流電壓直接輸入有一定匝數(shù)比的變壓器，得到降壓后的電壓。然后將變壓器副邊的交流電壓通過單相橋式整流電路，得到脈動(dòng)系數(shù)較大的直流電壓。為了減小電壓的脈動(dòng)，將經(jīng)過整流橋整流后的直流電壓通入由濾波電容構(gòu)成的濾波電路，使輸出較為平滑的電壓。要得到穩(wěn)定的直流電源需將濾波后的電壓輸入穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路由電阻穩(wěn)壓二極管構(gòu)成，利用二極管的穩(wěn)壓特性，使得到不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)和負(fù)載電阻變化影響的穩(wěn)定性較高的直流電壓。2.2 電源電路的工作原理及相關(guān)參數(shù)的分析電源電路原理圖

9、：圖 2-2為了得到5V和12V的直流電源，將220V頻率為50Hz的單項(xiàng)正弦波交流電輸入變壓器，其原邊與副邊的比為，經(jīng)過變壓器得到=12.5V （2.2.1）得到=15交流電通入單項(xiàng)橋式整流電路經(jīng)過全波整流得到平均值為=0.9的直流電壓，其脈沖系數(shù)很大。單相橋式電路中的整流橋的二極管選用IN4007。然后將的直流電壓通入濾波進(jìn)行濾波，可以得到平均值為=1.2=18V的直流電壓。濾波電路中的電容為，與并聯(lián)的負(fù)載為，的取值滿足 =（35） (2.2.2)得到=（35）理想情況下可將交流分量全部濾掉，使輸出電壓僅為直流電壓，然而，由于濾波電路為無源電路，所以接入負(fù)載后必會(huì)影響其濾波效果，要得到穩(wěn)定

10、的直流電源需將濾波后的電壓輸入穩(wěn)壓電路。穩(wěn)壓電路中的穩(wěn)壓管Dz1選用穩(wěn)壓值為12V的穩(wěn)壓二極管，其型號(hào)為2CW19；Dz2選用穩(wěn)壓值為5V的穩(wěn)壓器二極管，其型號(hào)為2CW12經(jīng)過查閱電子元器件的手冊，Dz2的最小工作電流為=10mA最打工作電流為=45mA內(nèi)阻為50。R2和Dz2對Dz1的電壓進(jìn)行分壓，Dz2上電壓為，則上的電壓為 (2.2.3) (2.2.4) (2.2.5) 則得到的阻值范圍為 （2.2.6）所以155.6700，所以去=500查閱手冊得到穩(wěn)壓管的最小工作電流為=5mA，最大工作電流為=17mA，內(nèi)阻為35.所以 （2.2.7） （2.2.8） （2.2.9） (2.2.10

11、) (2.2.11) (2.2.12)所以120222, 所以取=200根據(jù)電路圖得到 (2.2.13)因此得到0.9uF1.5uF，取=1uF2.3 電源電路的其他設(shè)計(jì)此電源電路還有其他方式的設(shè)計(jì)。如圖2-3圖 2-3由于該電路所要求的電壓值可以在一定的范圍內(nèi)波動(dòng)，可以將220V交流電源通過整流橋后用兩個(gè)阻值較大的電阻R1、R2進(jìn)行分壓，并用電容C在電阻R2上并聯(lián)，對R2的電壓進(jìn)行濾波，最后在電容C形成上正下負(fù)的直流電壓。R1、R2的取值應(yīng)該較大，使得電路上的電流較小，其中R2上的電壓值要考慮與R2并聯(lián)的負(fù)載大小，在此次電路設(shè)計(jì)中，后面連接的被控制電路、芯片、聲控、光控電路上的電阻連接起來大

12、約為20K，所以取R2為20K，R1為150K,則R2上分得的電壓為U=0.9×220(R2RL) (R2RL+R1) （2.3）第3章 信號(hào)收集模塊3.1 光信號(hào)收集電路3.1.1光信號(hào)收集電路的設(shè)計(jì)對于光信號(hào)的設(shè)計(jì)，我們要求在白天與晚上R5與RG間的電壓輸出有很大的反差，在白天要求輸出低電平，而在晚上要求輸出高電平，所以必須要用光敏電阻RG。將光敏電阻RG與R5串聯(lián)起來，所構(gòu)成的電路圖如下：圖 3-13.1.2 光信號(hào)電路的工作原理 表3-1 光敏電阻型號(hào)最大電壓（VDC）最大功耗（mw）環(huán)境溫度光譜峰值(nm)亮電阻（K）暗電阻（M）MJ20516250500-30+70560

13、51表3-1 在白天光較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻RG的阻值較低（約為1.2k），在R5與光敏電阻的兩端加有12V的電壓，在白天我們要求此端輸出低電平，則不管聲控部分輸出的是高電平或低電平，芯片TC4081BP最終都輸出低電平，則使得控制電路的三極管不導(dǎo)通，繼電器上無電流，由繼電器的工作原理可知燈泡不亮。所以R5的阻值要遠(yuǎn)大于1.2k，近似使得R5短路。在晚上光線較暗時(shí)，光敏電阻RG的阻值變大（最大約為50M），R5、RG串聯(lián)對12V電壓分壓，在晚上我們要求此端輸出高電平，若此時(shí)有聲音即聲控部分輸出高電平，則芯片TC4081BP最終輸出高電平，使得控制電路的三極管導(dǎo)通，繼電器上有電流，由繼電器的工作原理可

14、知燈泡亮。若無聲音，則聲控部分輸出低電平芯片TC4081BP最終輸出高電平，燈泡不亮。所以R5的阻值要遠(yuǎn)小于50M，這樣晚上可認(rèn)為電壓全分與R5，RG短路。即控制燈泡在晚上無聲時(shí)不亮。3.1.3 光信號(hào)電路相關(guān)參數(shù)的分析 通過對光電路的工作原理分析我們要求R5阻值要遠(yuǎn)大于1.2k，同時(shí)又要遠(yuǎn)小于50M。 再由串聯(lián)分壓公式可知 (R5+RG)*I=Vcc （3.1） 所以 R5=Vcc/IRG由于在白天RG 約為1.2k，晚上RG約為50M，Vcc=12V我們綜合各種因素最終選擇R5為1M。3.2 聲音信號(hào)收集電路聲音信號(hào)收集電路的設(shè)計(jì) 圖1 仿真聲控部分原理圖顧名思義，聲光控延時(shí)開關(guān)就是用聲音

15、來控制開關(guān)的“開啟"，若干分鐘后延時(shí)開關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉"。因此，整個(gè)電路整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元。仿真電路原理如圖1所示。在仿真當(dāng)中，由于仿真軟件的不熟，聲音輸入部分我們用開關(guān)代替，同樣電容C2具有通交流阻直流的作用，由于聲音輸入相當(dāng)于一個(gè)正弦信號(hào)輸入。所以在仿真中，我們把麥克風(fēng)用導(dǎo)線代替，電容也用開關(guān)代替。當(dāng)外界有聲音發(fā)出時(shí)，開關(guān)閉合，可使三極管VT瞬間截止，集成電路A的2腳便通過電阻器R4連接12V電壓正極，又因A的一腳在晚上也是高電壓，便相繼使A的3腳輸出低電壓，5腳和6

16、腳也為低電壓，4腳則輸出高電壓。該電壓經(jīng)二極管VD1正偏導(dǎo)通，向電容器C2充電，又使A的8腳和9腳為高電壓，繼續(xù)控制A的10腳輸出低電壓，12腳和13腳為低電壓，11腳輸出高電壓。使三極管導(dǎo)通，便使繼電器工作，開關(guān)閉合，從而驅(qū)動(dòng)燈泡H放光。注：在仿真中燈泡我們用的是發(fā)光二極管（LED）。 當(dāng)外界沒有聲音發(fā)出時(shí)，開關(guān)斷開，三極管輸入到集成電路A的2腳一個(gè)低電平。又因A的一腳在晚上也是高電壓，便相繼使A的3腳輸出高電壓，5腳和6腳也為高電壓，4腳則輸出低電壓。該電壓經(jīng)二極管VD1正偏導(dǎo)通，又使A的8腳和9腳為低電壓，繼續(xù)控制A的10腳輸出高電壓，12腳和13腳為高電壓，11腳輸出低電壓。三極管不工

17、作，繼電器無法產(chǎn)生電流，繼而無法導(dǎo)通開關(guān)，從而燈泡H不第四章 信號(hào)處理模塊4、1 芯片TC4081BP的介紹TC4081BP是一種將四個(gè)基本二輸入與非門電路集合在一起制成的集成電路，因此稱為二輸入四與非門集成電路。利用該集成電路既可以設(shè)計(jì)放大器，也可以設(shè)計(jì)振蕩器，還可以設(shè)計(jì)控制開關(guān)，因此被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。另外，TC4081BP內(nèi)部四個(gè)二輸入與非門電路各自獨(dú)立，實(shí)際中可選用其中一個(gè)，也可以四個(gè)全用，還可進(jìn)行并聯(lián)、串聯(lián)應(yīng)用，這又給我們的設(shè)計(jì)帶來了極大的方便。4、2 芯片TC4081BP的工作原理TC4081BP的外形如圖4-1所示，它是采用晶體管制造工藝在硅晶片上生產(chǎn)四個(gè)各自獨(dú)立的二輸入

18、與非門電路，然后采用DIP-14標(biāo)準(zhǔn)封裝而成的雙列14腳直插式結(jié)構(gòu)。 圖4-1 圖4-2TC4081BP的14個(gè)引腳的排列、引腳名稱及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4-2所示，可以很清楚的看到四個(gè)二輸入與非門相互獨(dú)立，每個(gè)單獨(dú)的與非門有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。四個(gè)與非門被集成后，TC4081BP的1腳、2腳、3腳屬于第一個(gè)與非門電路，其中1腳的1IN1端為該與非門的輸入端，2腳的1IN2端為該與非門的另一個(gè)輸入端，3腳的1OUT端為該與非門的輸出端；4腳、5腳、6腳屬于第二個(gè)與非門電路，其中4腳的2IN1端為該與非門的輸入端，5腳的2IN2端為該與非門的另一個(gè)輸入端，6腳的2OUT端為該與非門的一個(gè)輸出端；8腳

19、、9腳、10腳屬于第三個(gè)與非門電路，其中8腳的3IN1端為該與非門的輸入端，9腳的3IN2端為該與非門的另一個(gè)輸入端，10腳的3OUT端為該與非門的一個(gè)輸出端；11腳、12腳、13腳屬于第四個(gè)與非門電路，其中11腳的4IN1端為該與非門的輸入端，12腳的4IN2端為該與非門的另一個(gè)輸入端，13腳的4OUT端為該與非門的一個(gè)輸出端；7腳、14腳為TC4081BP的工作電源輸入端，7腳位電源的負(fù)極Vss，14腳為電源的正極Vdd。在TC4081BP中，每個(gè)與非門的兩個(gè)輸入端與一個(gè)輸出端之間所呈現(xiàn)的關(guān)系見表4-1。第一個(gè)輸入端（1腳）第二個(gè)輸入端（2腳）輸出端（3腳）011101001110表中以T

20、C4081BP的第一個(gè)與非門為例，“0”表示低電壓，“1”表示高電壓與非門集成電路是一種價(jià)格最低廉的集成電路，而且工作損耗小，適應(yīng)電壓范圍寬，可在318V的范圍內(nèi)正常工作，因此得到廣泛應(yīng)用。圖 4-3 信號(hào)處理 第五章 延時(shí)模塊5.1 延時(shí)電路的設(shè)計(jì)根據(jù)電容的特性，電容兩端的電壓時(shí)緩慢變化的，譬如說：燈泡要通電，它的電壓在通電一刻有0變?yōu)榱硪粋€(gè)值，如1V。但是由于其時(shí)緩慢變化的，即01V中間的每一個(gè)值燈泡都經(jīng)歷過，突然的變化不會(huì)到時(shí)突變，時(shí)存在電容緩沖的。根據(jù)這一特性，將電容兩端并聯(lián)一個(gè)電阻，從而可以一個(gè)延時(shí)電路，即圖中的由延時(shí)電阻器R6和延時(shí)電容器C2組成的延時(shí)電路。如圖5-1所示。圖 5-

21、1 延時(shí)電路的原理圖5.2 延時(shí)電路的工作原理燈泡H在晚上受聲音控制發(fā)光后，若不再有響聲輸入到話筒B，三極管VT又受R2、R3分壓正偏導(dǎo)通，使A得3腳輸出高電壓，A的4腳輸出低電壓，二極管VD1無正偏截止。但是電容器C2正極電壓不會(huì)很快降低，它通過電阻器R6放電。由于電阻器R6的阻值較大，電容器C2上所充的電需要一定時(shí)間才能放完。這樣就使A的10腳保持為低電平，11腳保持為高電平，燈泡保持發(fā)光。只有等到電容器C2放點(diǎn)結(jié)束，使A的8腳，9腳將為低電平，10腳輸出高電平，12腳、13腳位高電壓，11腳輸出低電壓后，通過三極管控制繼電器的工作狀態(tài)，以切斷燈泡H的電流回路，實(shí)現(xiàn)燈泡H在延時(shí)亮一段時(shí)間后

22、又自動(dòng)熄滅，從而實(shí)現(xiàn)了延時(shí)功能。5.3 RC電路的放電過程當(dāng)電容C2已有電壓U0時(shí)，且二極管無正偏截止時(shí)，電容器立即對電阻R6驚醒放電，放點(diǎn)開始時(shí)的電流為,放電電流的實(shí)際方向與充電時(shí)相反，放電時(shí)的電流與電容電壓隨時(shí)間均按指數(shù)規(guī)律衰減為零，電流與電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式為: （5.3.1） （5.3.2） 式中為電容器的初始電壓。放電時(shí)和的變化曲線如圖5-2所示。 圖 5-2 RC放電時(shí)電壓和電流的而變化曲線5.4 RC電路的時(shí)間常數(shù)RC電路的時(shí)間常數(shù)用表示， ,的大小決定了電路充放電時(shí)間的快慢。對于充電而言，時(shí)間常數(shù)時(shí)電容電壓從零增長到63.2%所需而當(dāng)時(shí)間；對放電而言，是電容電壓從下降到36.8%所

23、需的時(shí)間。R6的阻值為250K，C2為100,則有=250K*100=25 所以延遲時(shí)間為255.5 延遲時(shí)間的可優(yōu)化性在電路中，電路的延遲時(shí)間是由電阻和電容協(xié)調(diào)控制的，因此，可以通過改變電容和電阻的值來增長或縮短延遲時(shí)間。譬如說在一棟小區(qū)中，可以通過先調(diào)查小區(qū)內(nèi)居民的平均年齡，在合理的裝置延遲時(shí)間不同的照明燈，如果偏于老齡化的小區(qū)就把延遲時(shí)間增長一些，如果不是的話可以稍微縮短一下其延遲時(shí)間，這樣做會(huì)更加人性化，更加節(jié)約能源，切實(shí)符合當(dāng)今時(shí)代的主潮流。第6章 被控制電路6.1 電路工作原理 圖5-1 被控制電路被控制電路三極管T2、繼電器H、LED燈D3、電阻R8、R9，二極管D2組成，在這部

24、分電路中，繼電器和三極管相當(dāng)于一個(gè)開關(guān)，可開通或關(guān)斷燈泡連接的5伏直流電源，。當(dāng)三極管T2處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，集電極電流驅(qū)動(dòng)繼電器H動(dòng)作，開關(guān)閉合，燈泡回路導(dǎo)通，此時(shí)在燈泡回路中，電流從直流電源沿電阻R8繼電器中的開關(guān)LED燈D3，最后流回直流電源，就這樣燈泡亮也。當(dāng)三極管T2處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，繼電器H中無電流通過，故而繼電器開關(guān)無法動(dòng)作，導(dǎo)致燈泡回路開路，無電流通過，LED燈D3不亮。繼電器H中開關(guān)動(dòng)作受三極管T2控制，當(dāng)三極管T2處于飽和狀態(tài)時(shí)，其集電極有電流通過，從而驅(qū)動(dòng)繼電器H中的開關(guān)動(dòng)作，燈泡回路導(dǎo)通；而當(dāng)三極管T2處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，其集電極無電流通過，繼電器中無電流通過，其開關(guān)無法動(dòng)作

25、，燈泡回路關(guān)斷。三極管H是處于飽和導(dǎo)通還是處于截止斷開，則由其基極B控制。當(dāng)B極電壓處于高電平時(shí)，其值高于集電極C的電壓，而且大于三極管T2的開啟電壓Uon,三極管處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，集電極上的繼電器中有電流通過；當(dāng)基極B處于低電平狀態(tài)時(shí)，其值小于三極管開啟電壓Uon，三極管處于截止?fàn)顟B(tài),其集電極中無電流，三極管這個(gè)“開關(guān)處于斷開狀態(tài)。二極管D2的作用是保護(hù)繼電器。當(dāng)三極管T2飽和導(dǎo)通時(shí)，繼電器中有電流通過，此時(shí)是二極管D2相當(dāng)于開路，對電路無影響，；當(dāng)三極管在轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)的瞬間，由于繼電器中含有電感元件，那么必然會(huì)在此刻產(chǎn)生極大的電流，如果不加二極管D2，電路可能會(huì)因電流過大而損壞，而加上二

26、極管后，電流改變流向，通過二極管D2和繼電器中的電感組成的回路完成放電過程，不會(huì)損壞電路。6.2 電路參數(shù)分析6.2.1 相關(guān)元件介紹 1.三極管T2選用的是9014型NPP型硅管，相關(guān)參數(shù)如下表 5-1VCEO45VVCBO50VVEBO5.0VIC100mAIc1.0mAVCE5.0VICBO0.1µAIEBO0.1µAVCE(sat)0.3VVBE(sat)1.0Vft150MHz4002.繼電器H選用的是OMRON繼電器G2R-1 DC12，這是一種小型直流繼電器，線圈參數(shù)如下： 表 5-2制造商Omron觸點(diǎn)形式:SPDT線圈電壓12 VDC 觸點(diǎn)額定值10 A觸

27、點(diǎn)端接Solder Pin 安裝風(fēng)格Through Hole功耗530 mW觸點(diǎn)材料Silver AlloyPart # Aliase12DC G2R1 G2R112DC3.二極管D2二極管選用的是IN4148,其參數(shù)如下：表 5-3最高反向工作電壓(V)75反向擊穿電壓(V)>=100最大正向電流(mA)150正向壓降(V)<=0.8反向回復(fù)時(shí)間(ns)<=44.日光燈D3日光燈選用26MM*1500MM（150cm ）規(guī)格的LED燈泡，其額定功率為25W，使用壽命在3萬-5萬小時(shí)，供電電壓為為AC85V-260V(交流)。注：為何選用LED燈？答：它不但超強(qiáng)節(jié)能更為環(huán)保.

28、 還是國家綠色節(jié)能照明工程重點(diǎn)開發(fā)的產(chǎn)品之一，是目前取代傳統(tǒng)的日光燈的主要產(chǎn)品。LED日光燈綜合應(yīng)用LED電光源，獨(dú)特的電路控制設(shè)計(jì)，真正達(dá)到了高效節(jié)能，省電80% 以上。 超高亮度，顯色指數(shù)高，是最新型的室內(nèi)照明產(chǎn)品，不需使用鎮(zhèn)流器、啟輝 器，無頻閃。安裝非常簡單，安裝時(shí)將原有的日光燈取下?lián)Q上LED日光燈，將起輝器去掉即可。 LED日光燈節(jié)電高達(dá)70以上，壽命為普通燈管的30倍以上，幾乎是免維護(hù)。適用范圍：寫字樓、工廠、商場、學(xué)校、居家等室內(nèi)照明LED日光燈的十大優(yōu)點(diǎn) ：1：環(huán)保型燈具傳統(tǒng)的日光燈中含有大量的水銀蒸汽，如果破碎水銀蒸汽則會(huì)揮發(fā)到大氣中。但LED日光燈則根本不使用水銀，且LED

29、產(chǎn)品也不含鉛，對環(huán)境起到保護(hù)作用。LED日光燈公認(rèn)為二十一世紀(jì)的綠色光源。2：少發(fā)熱現(xiàn)象傳統(tǒng)燈具會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，而LED是冷光源，則是把電能全都轉(zhuǎn)換為光能，不會(huì)造成能源的浪費(fèi)。光效能更為顯著。3：沒有噪音LED燈具不會(huì)產(chǎn)生噪音，對于使用精密電子儀器的場合為上佳之選。適合于圖書館，辦公室之類的場合。4：保護(hù)眼睛傳統(tǒng)的日光燈使用的是交流電，所以每秒鐘會(huì)產(chǎn)生100120次的頻閃。LED日光燈采用LED恒流工作，是把交流電直接轉(zhuǎn)換為直流電，有效減少LED光衰，啟動(dòng)快，無閃爍，保護(hù)眼睛。 5：無蚊蟲煩惱LED日光燈不會(huì)產(chǎn)生紫外光、紅外光等輻射，不含汞等有害物質(zhì)，發(fā)熱少。因此不會(huì)象傳統(tǒng)的燈具那樣，有很多

30、蚊蟲圍繞在燈源旁。室內(nèi)會(huì)變得更加干凈衛(wèi)生整潔。6：電壓可調(diào)80V245V傳統(tǒng)的日光燈是通過整流器釋放的高電壓來點(diǎn)亮的，當(dāng)電壓降低時(shí)則無法點(diǎn)亮。而LED燈具在一定范圍的電壓之內(nèi)都能點(diǎn)亮，還能調(diào)整光亮度.7：省電壽命長LED日光燈的耗電量是傳統(tǒng)日光燈的三分之一以下，壽命也是傳統(tǒng)日光燈的10倍，與傳統(tǒng)日光燈亮度基本一致，正常使用壽命為3萬小時(shí)以上，節(jié)電高達(dá)80，可以長期使用而無需更換，減少人工費(fèi)用。更適合于難于更換的場合。8：堅(jiān)固牢靠LED燈體本身使用的是環(huán)氧樹脂而并非傳統(tǒng)的玻璃，更堅(jiān)固牢靠，即使砸在地板上LED也不會(huì)輕易損壞，可以放心地使用。9：通用性好LED日光燈外型、尺寸與傳統(tǒng)的日光燈一樣，可

31、替代傳統(tǒng)燈具。10：色彩豐富充分利用LED色彩豐富的優(yōu)勢制作各種發(fā)光顏色的燈。 6.2.2 電路參數(shù)分析、計(jì)算三極管深度飽和時(shí)所需基極電流IBS： （5.2.1）IBS稱為飽和基極電流。為使三極管處于飽和工作狀態(tài)，必須保證iBIBS。用于開關(guān)電路的三極管一般都具有很小的VCE(sat)和RCE(sat)。.在VB4VCE(sat)、RHRCE(sat)的情況下，可將式（5.2.1）近似為 （5.2.2） VB4=12V, RH=1.2，=400 IBS =0.025A計(jì)算R9的阻值因?yàn)槁曇艉凸庑盘?hào)經(jīng)過TC4081BP芯片處理后，得到輸出電壓VB=12V。VBE(sat) =1.0V, 根據(jù)iB

32、IBS，得IBS （5.2.3） （歐姆）R9要選用阻值小于440的電阻燈泡回路相關(guān)參數(shù)燈泡額定功率P=25W，R=1936，電源為U=220V，f=50HZ的交流電總結(jié)在這段時(shí)間里的設(shè)計(jì)中，我們做的課題是“聲光控制樓道開關(guān)”。這是一種聲音和光照雙控制的照明燈，它可以用于樓梯，過道，庫房等場合。白天光照好，不管過路者發(fā)出多大聲音，都不會(huì)使燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有聲音，就會(huì)自動(dòng)為行人照明，過一會(huì)兒后有自動(dòng)熄滅，節(jié)能節(jié)電。這次的聲光控延時(shí)開關(guān)的設(shè)計(jì)實(shí)踐將我們學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐中，深化了對模擬電子課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，使我們在設(shè)計(jì)的實(shí)踐中獲得新知。學(xué)習(xí)了那么久的理論知識(shí)和實(shí)踐操作，我們不僅僅得到的是課本上的東西，更重要的是我們通過自己的獨(dú)立動(dòng)手，老師和同學(xué)的耐心指導(dǎo)幫助下，我們學(xué)到了很多。在此課程設(shè)計(jì)中利用到了三極管的特性，光敏效應(yīng)，特別是芯片的一些功能，讓我們進(jìn)一步鞏固和掌握了前面所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，加深了對模擬電路的理解，對元器件的使用更加深刻。當(dāng)然了，第一次經(jīng)歷課程設(shè)計(jì)這東西，在設(shè)計(jì)的過程中難免會(huì)出現(xiàn)種種這樣那樣的問題及我們解決的辦法：1、在電源設(shè)計(jì)中要根據(jù)器主體電路及執(zhí)行機(jī)構(gòu)不同進(jìn)行相