聲光觸控延時(shí)控制開關(guān)

1、電子畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文）-聲、光、觸摸三控延時(shí)電路目 錄摘要4關(guān)鍵字4一. 引言4二. 目標(biāo)分析4三. 電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及工作原理的設(shè)想4四. 設(shè)計(jì)的思想和依據(jù)74.1常用集成電路簡(jiǎn)介7411半導(dǎo)體集成電路型號(hào)命名法7412集成電路芯片管腳識(shí)別8413集成三端穩(wěn)壓器9414集成電路CD4069 104.2光敏電阻的工作原理11五.主要器件的檢測(cè)135.1光敏電阻的檢測(cè)135.2集成電路CD4069各引腳間的開路電阻的檢測(cè)13六. 元件表14七. 總結(jié)14八. 結(jié)束語15九.參考文獻(xiàn)15十. 附圖：采用CD4069非門集成電路的：聲、光、觸摸三控延時(shí)電路16 聲、光、觸摸三控延時(shí)電路摘要：目前市場(chǎng)上所

2、遇到的自熄開關(guān)主要有聲光控延時(shí)開關(guān)，天黑以后，當(dāng)有人走過樓摘梯通道發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮提供照明，當(dāng)人們走過樓道延時(shí)幾秒鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，即可以達(dá)到節(jié)能的目的，但在有光無聲的狀態(tài)下開燈檢查卻不行。我設(shè)計(jì)的聲、光、觸摸三控延時(shí)電路就解決了這個(gè)問題，本人設(shè)計(jì)的是一款以CD4069數(shù)字電路為主要元件制作的聲、光控制及人體觸摸控制的延時(shí)照明燈電路。將該裝置安裝在樓道、走廊或衛(wèi)生間等場(chǎng)所，在夜間，有人走動(dòng)或發(fā)聲時(shí)，燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮延時(shí)數(shù)秒后自動(dòng)熄滅。在白天，若觸摸電極片A，則自動(dòng)燈會(huì)受觸發(fā)而點(diǎn)亮。關(guān)鍵詞:光控 聲控 靜電感應(yīng) 節(jié)能 樓道照明燈畢業(yè)設(shè)計(jì)一引言

3、國標(biāo)GB50096-1999住宅建筑設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，住宅中公共部分應(yīng)設(shè)人工照明，除高層住宅的電梯廳和應(yīng)急照明燈外，均應(yīng)采用節(jié)能自熄開關(guān)。采用自熄開關(guān)的主要目的是改善人們的居住環(huán)境及節(jié)能。目前市場(chǎng)上所遇到的自熄開關(guān)主要有聲光控延時(shí)開關(guān)，天黑以后，當(dāng)有人走過樓梯通道發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮提供照明，當(dāng)人們走過樓道延時(shí)幾秒鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，既可以達(dá)到節(jié)能的目的，但在有光無聲的狀態(tài)下開燈檢查卻不行。我設(shè)計(jì)的聲、光、觸摸三控延時(shí)電路就解決了這個(gè)問題，在任何狀態(tài)下用手摸到觸摸開關(guān)銅片，人體的靜電感應(yīng)電壓經(jīng)電子線路放大后就能將開關(guān)啟動(dòng)。實(shí)際使用價(jià)值更大。二 .

4、目標(biāo)分析觸摸電極片用12平方厘米的銅片做成代替觸點(diǎn)開關(guān)，使用壽命長(zhǎng)。聲控靈敏度高，夜間的腳步聲、說話聲等均可將開關(guān)啟動(dòng)。電路光控強(qiáng)度可調(diào)。性能可靠，電路穩(wěn)定。三 電路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及工作原理的設(shè)想本人設(shè)計(jì)的是一款以CD4069數(shù)字電路為主要元件制作的聲、光控制及人體觸摸控制的延時(shí)照明燈電路。將該裝置安裝在樓道、走廊或衛(wèi)生間等場(chǎng)所，在夜間，有人走動(dòng)或發(fā)聲時(shí)，燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮延時(shí)數(shù)秒后自動(dòng)熄滅。在白天，若觸摸電極片A，則自動(dòng)燈會(huì)受觸發(fā)而點(diǎn)亮。該聲、光、觸摸三控延時(shí)照明燈電路由電源電路、聲控電路、觸摸控制電路、延時(shí)電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路等組成，見附圖：采用CD4069非門集成電路的聲、光、觸摸三控延時(shí)照明燈電

5、路。電路中,電源電路由電源變壓器T整流橋堆UR三端集成穩(wěn)壓器IC1及濾波電容C4C4組成.照明燈EL與繼電器K的常開觸頭K1串聯(lián)后,并接在電源變壓器的一次繞組兩端;聲控電路由傳聲器BM數(shù)字集成電路IC2每部的非門電路D1D2及電阻R1R4電容C1C2等組成；光控電路由傳聲器BM數(shù)字集成電路IC2內(nèi)部的非門電路D1D2及電阻R1R4電容C1C2等組成;光控電路由光敏電阻RG、電位器RP電阻R4IC2內(nèi)部的非門電路D3二極管VD1等組成;觸摸控制電路由電極片A電阻R6R7集成電路IC2內(nèi)部的非門電路D4二極管VD2等組成;延時(shí)電路由電阻R5電容C3IC2內(nèi)部的非門電路R5等組成;繼電器驅(qū)動(dòng)電路由繼

6、電器K二極管VD3晶體管V及電阻R8等組成.交流220V電壓經(jīng)電源變壓器T降壓UR整流C4濾波及IC1穩(wěn)壓后,在C5兩端產(chǎn)生+5V電壓,供給繼電器和整個(gè)控制電路.接通電源后,整個(gè)控制電路在守侯狀態(tài),非門電路D5輸出低電平(0V),使晶體管V截止,繼電器K的常開觸頭不吸合,照明燈EL不亮.當(dāng)有人走近該自動(dòng)等或有腳步聲響發(fā)出時(shí),傳聲器BM將聲音信號(hào)變換成電信號(hào),此電信號(hào)經(jīng)非門電路D1構(gòu)成的交流線性放大器放大后,經(jīng)非門電路D2反相后輸出高電平,使非門電路D3的輸出端變?yōu)榈碗娖?二極管VD1導(dǎo)通,非門電路D5的輸出端變?yōu)楦唠娖?使晶體管V飽和導(dǎo)通,繼電器K的常開觸頭吸合,照明燈EL發(fā)光.在白天,即使有

7、人的腳步聲或其他聲響,也不會(huì)由高電平加入非門電路D3的輸入端,因?yàn)楣饷綦娮鑂G受光照而阻值變小,非門電路D3的輸入端始終為低電平,輸出端也始終保持高電平,二極管VD1和晶體管V均處于截止?fàn)顟B(tài),照明燈EL不亮.夜晚,光敏電阻RG因無光照射而阻值變大,此時(shí),若傳聲器BM拾取到聲音信號(hào),則會(huì)有高電平加至非門電路D3的輸入端,使二極管VD3和晶體管V導(dǎo)通,繼電器的常開觸頭吸和,照明燈EL電亮.不管白天和夜間,只要用手觸摸電極片A后,人體感應(yīng)信號(hào)將使非門電路D4的輸入端變?yōu)楦唠娖?其輸出端變?yōu)榈碗娖?又使二極管VD2導(dǎo)通,非門電路D5的輸入端變?yōu)榈碗娖?輸出端為高電平,晶體管V飽和導(dǎo)通,繼電器K動(dòng)作,照

8、明燈EL電亮.在VD1或VD2導(dǎo)通瞬間,電容C3通過VD1或VD2被迅速充電,非門電路D5的輸入端立即變?yōu)榈碗娖?當(dāng)非門電路D3或D4的輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖?隨后又同時(shí)變?yōu)榈碗娖?使VD1或VD2截止時(shí),電容C3通過電阻R5緩慢放電,使非門電路D5的輸入端仍維持一點(diǎn)時(shí)間的低電平,照明燈EL不會(huì)馬上熄滅,直到C3放電結(jié)束,D5輸入端變?yōu)楦唠娖?輸出端變?yōu)榈碗娖?晶體管截止,繼電器K釋放,照明燈EL才熄滅.在白天,調(diào)節(jié)電位器RP的電阻值,使非門電路D3的輸入端電壓低于Vcc/3(1.65V)以下,使其驅(qū)動(dòng)端保持高電平,同時(shí),還可以調(diào)節(jié)光控的靈敏度.R5C3為時(shí)間常數(shù)元件,改變R3的電阻值和C3

9、的電容量,可改變燈亮至燈滅的延時(shí)時(shí)間.阻阻值電容量越大,延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng).調(diào)節(jié)R2的電阻值,可以調(diào)節(jié)聲控的靈敏度.觸摸電極片可用金屬片自制，建成12平方厘米的圓形或方形。 四 其它的設(shè)計(jì)思想和依據(jù)4.1常用集成電路簡(jiǎn)介411半導(dǎo)體集成電路型號(hào)命名法（國家標(biāo)準(zhǔn)GB3430-82）半導(dǎo)體集成電路的型號(hào)由5部分組成，各部分的符號(hào)及意義如表4-1-1所表4-1-1 半導(dǎo)體集成電路型號(hào)命名方法412集成電路芯片管腳識(shí)別1.雙列直插式芯片雙列直插式集成電路一般給出頂式管腳圖。芯片上以缺口、小原點(diǎn)或豎線等標(biāo)記出管腳“1”的位置。如圖4-1-1中，左下第一腳即為1管腳，此后管腳號(hào)按逆時(shí)針方向排序。 圖4-1-1

10、雙列直插式芯片管腳排序圖2.圓型芯片圓型集成電路芯片給出的是底腳圖。一般在其外殼上有一個(gè)突出物，由它標(biāo)明最大管腳序號(hào)所在位置，起它管腳序號(hào)的排列方法有的是按逆時(shí)針方向排序，也有的是按順時(shí)針方向排序（參閱廠家產(chǎn)品說明書）。如圖6-3-2 所示。圖4-1-2 圓形芯片管腳排序圖413集成三端穩(wěn)壓器1.集成三端穩(wěn)壓器根據(jù)穩(wěn)定電壓的正、負(fù)極性分為78×××，79×××倆大系列。圖6-3-5,圖6-3-6給出了正、負(fù)穩(wěn)壓的典型電路。2.三端穩(wěn)壓器的型號(hào)規(guī)格和管腳分布 表6-3-2 三端穩(wěn)壓器輸出電流字母表示法 例如78M05三端穩(wěn)壓器可輸出+5

11、V，0.5A的穩(wěn)定電壓。 7912三端穩(wěn)壓器可輸出12V，1A的穩(wěn)定電壓。3外型及管腳分布見圖6-3-7。圖6-3-7 三端穩(wěn)壓器的管腳圖414集成電路CD4069CD4069是一種CMOS通用6非門集成電路，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，可以構(gòu)成振蕩器、緩沖器、觸發(fā)器、反相器等。1.內(nèi)電路方框圖CD4069集成電路采用14腳雙列直插式封裝，其內(nèi)電路方框圖如圖4-1-4-1所示。圖4-1-4-1 CD4069集成電路的內(nèi)電路方框圖4.2 光敏電阻的工作原理光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻如圖所示。為了增加靈敏度，兩電極常做成

12、梳狀。構(gòu)成光敏電阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時(shí)產(chǎn)生空穴，電子空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對(duì)逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。光敏電阻器是一種對(duì)光敏感的元件，它的電阻值能隨著外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化。光敏電阻器在電路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示，圖1-25是其電路圖形符號(hào)。（一）光敏電阻器的結(jié)構(gòu)、特

13、性及應(yīng)用1光敏電阻器的結(jié)構(gòu)與特性光敏電阻器通常由光敏層、玻璃基片（或樹脂防潮膜）和電極等組成，如圖1-26所示。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器，對(duì)光線十分敏感。它在無光照射時(shí)，呈高阻狀態(tài)；當(dāng)有光照射時(shí)，其電阻值迅速減小。2光敏電阻器的應(yīng)用光敏電阻器廣泛應(yīng)用于各種自動(dòng)控制電路（如自動(dòng)照明燈控制電路、自動(dòng)報(bào)警電路等）、家用電器（如電視機(jī)中的亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)，照相機(jī)中的自動(dòng)曝光控制等）及各種測(cè)量?jī)x器中。圖1-27是光敏電阻器的應(yīng)用電路。（二）光敏電阻器的分類光敏電阻器可以根據(jù)光敏電阻器的制作材料和光譜特性來分類。1按光敏電阻器的制作材料分類光敏電阻器按其制作材料的不同可分為多晶光敏

14、電阻器和單晶光敏電阻器，還可分為硫化鎘（CdS）光敏電阻器、硒化鎘(CdSe)光敏電阻器、硫硫化鉛(PbS)光敏電阻器、硒化鉛(PbSe)光敏電阻器、銻化銦(InSb)光敏電阻器等多種。2按光譜特性分類光敏電阻器按其光譜特性可分為可見光光敏電阻器、紫外光光敏電阻器和紅外光光敏電阻器。可見光光敏電阻器主要用于各種光電自動(dòng)控制系統(tǒng)、電子照相機(jī)和光報(bào)警器等電子產(chǎn)品中。紫外光光敏電阻器主要用于紫外線探測(cè)儀器。紅外光光敏電阻器主要用于天文、軍事等領(lǐng)域的有關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)中。（三）光敏電阻器的主要參數(shù)光敏電阻器的主要參數(shù)有亮電阻（RL）、暗電阻（RD）、最高工作電壓（VM）、亮電流（IL）、暗電流（ID）、

15、時(shí)間常數(shù)、溫度系數(shù)靈敏度等。1。亮電阻亮電阻是指光敏電阻器受到光照射時(shí)的電阻值。2暗電阻暗電阻是指光敏電阻器在無光照射（黑暗環(huán)境）時(shí)的電阻值。3最高工作電壓最高工作電壓是指光敏電阻器在額定功率下所允許承受的最高電壓。4亮電流視電流是指在無光照射時(shí)，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓受到光照時(shí)所通過的電流。5暗電流暗電流是指在無光照射時(shí)，光敏電阻器在規(guī)定的外加電壓下通過的電流。6時(shí)間常數(shù)時(shí)間常數(shù)是指光敏電阻器從光照躍變開始到穩(wěn)定亮電流的63%時(shí)所需的時(shí)間。7電阻溫度系數(shù)溫度系數(shù)是指光敏電阻器在環(huán)境溫度改變1時(shí)，其電阻值的相對(duì)變化。8靈敏度靈敏度是指光敏電阻器在有光照射和無光照射時(shí)電阻值的相對(duì)變化。五主要

16、器件的檢測(cè):5.1光敏電阻的檢測(cè)A、用一黑紙片將光敏電阻的透光窗口遮住，此時(shí)萬用表的指針基本保持不動(dòng)，阻值接近無窮大。此值越大說明光敏電阻性能越好。若此值很小或接近為零，說明光敏電阻已燒穿損壞，不能再繼續(xù)使用。B、將一光源對(duì)準(zhǔn)光敏電阻的透光窗口，此時(shí)萬用表的指針應(yīng)有較大幅度的擺動(dòng)，阻值明顯減些 此值越小說明光敏電阻性能越好。若此值很大甚至無窮大，表明光敏電阻內(nèi)部開路損壞，也不能再繼續(xù)使用。C、將光敏電阻透光窗口對(duì)準(zhǔn)入射光線，用小黑紙片在光敏電阻的遮光窗上部晃動(dòng)，使其間斷受光，此時(shí)萬用表指針應(yīng)隨黑紙片的晃動(dòng)而左右擺動(dòng)。如果萬用表指針始終停在某一位置不隨紙片晃動(dòng)而擺動(dòng)，說明光敏電阻的光敏材料已經(jīng)損壞。.用500型萬用表測(cè)得CD4069集成電路各引腳間的開路電阻見表1所列。表1 CD4069集成電路開路時(shí)各引腳間電阻注:在測(cè)該電阻時(shí)，用黑筆碰觸一下腳位，再恢復(fù)原位時(shí)，有時(shí)阻值變?yōu)?3K，斷開筆冉測(cè)，則阻值為。 七.總結(jié)通過這段時(shí)間的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我覺得所學(xué)的東西好有用處，只是覺得少了點(diǎn)兒，這真是“書到用時(shí)方恨少，是非經(jīng)過不知難”。設(shè)計(jì)雖然搞好了，遇到困難和問題有時(shí)還是不知所措。還是多虧了老師的幫助和指點(diǎn)。電子技術(shù)無所不在，我們只要好好動(dòng)腦筋，就會(huì)覺得學(xué)有所用，用我們的雙手創(chuàng)造出美妙的生活