樓道聲光雙控?zé)粞芯繄?bào)告與方案文獻(xiàn)

1、個(gè)人資料整理 僅限學(xué)習(xí)使用附件一：密級分類號小五號UDC畢業(yè)論文 設(shè)計(jì)）樓道聲光雙捽燈原理研究與設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 張文波 學(xué)號 200508011171指導(dǎo)教師劉佳佳系部）信息工程系專業(yè)年級05計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)論文答辯日期年月 日中國海洋大學(xué)青島學(xué)院樓道自動(dòng)感應(yīng)燈原理研究與設(shè)計(jì)摘要民用住宅樓梯照明的控制，一要節(jié)約用電、控制自動(dòng)化，二要方便住戶對樓梯照明用電的 管理，三要投資少。根據(jù)這三個(gè)原則，提出一種新的自動(dòng)控制聲光雙控電路，很有推廣應(yīng)用 價(jià)值。在學(xué)校、機(jī)關(guān)、廠礦企業(yè)等單位的公共場所以及居民區(qū)的公共樓道，長明燈現(xiàn)象十分 普遍，這造成了能源的極大浪費(fèi)。另外，由于頻繁開關(guān)或者人為因素，墻壁開關(guān)的損壞率

2、很 高，增大了維修量、浪費(fèi)了資金，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展全球的資源日益緊缺，節(jié)約資源顯的越來 越重要，而電能的節(jié)約更是其中最重要的一方面，所以可以設(shè)計(jì)一種節(jié)約電能的照明燈，聲 光雙控?zé)艟褪瞧渲幸环N。我花了三周時(shí)間設(shè)計(jì)了一種聲光雙控電路，在本設(shè)計(jì)中介紹了多種聲光控路燈控制器的 組成、性能，適用范圍及工作原理，給出各電路原理圖及元件參數(shù)選擇，節(jié)電效果十分明 顯，同時(shí)也大大減少了維修量、節(jié)約了資金，使用效果良好。白天光照好，不管過路者發(fā)出 多大聲音，都不會是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發(fā)聲響，就會自動(dòng) 亮為行人照明，過幾分鐘后又自動(dòng)熄滅，節(jié)能節(jié)電。關(guān)鍵字：聲控電路；光控電路；延時(shí)電路；聲音

3、傳感器；節(jié)能。AbstractThe civil housing staircase illumination control, one must use electricity frugal, the control automation, two must facilitate the inhabitant to the staircase lighting electricity management, three must invest few.According to these three principles, proposed one kind of new automatic

4、 control acoustooptics double controls the electric circuit, has the promotion application value very much.In units and so on school, institution, factory and mining enterprise public places as well as the inhabited area public corridor, the large oil lamp lit day and night before Buddha status phen

5、omenon is extremely common, thishas created theenergyenormous waste.Moreover,because thefrequent switch or the human factor, the wall switch damage rate was very high, increases the service quantity,has wasted the fund to develop the globalresources along with the economy to be day by day scarce, sa

6、ves the resources to reveal more and more importantly, on the one hand but the electrical energy saved is most important, therefore might design one kind to save the electrical energy flare, the acousto-optics double controlled the lamp is one kind. I spent three weeks time to design one kind of aco

7、usto-optics double to controlthe electric circuit, introduced in this design many kinds of acousto-optics controlled the street light controller the composition, theperformance, the applicable scope and the principle of work, gave various electric circuits schematic diagram and the part parameter ch

8、oice, the electricity saving effect are extremely obvious, simultaneously also greatly reduced the service quantity, saved the fund, the use effect has been good.The daylightis good, no matterpassing by on the road makes the big sound, all cannot be the light bulb shines.Night the light is dark, so

9、long as the electric circuit acoustic pickupexamines has sends the sound garrulously, can shine automatically for the pedestrian川uminates,after several minutes has also been automaticextinguishes, energy conservation electricity saving.第1章序論1課題背景課題研究的目的本課題研究的意義第2章基本原理2聲光節(jié)能燈基本原理2555電路基本原理7聲控電路基本原理9光控

10、電路基本原理11延時(shí)電路基本原理12第3章電路設(shè)計(jì)與分析12電源電路12聲電轉(zhuǎn)換機(jī)放大電路13延時(shí)處理電路單穩(wěn)態(tài)電路13光控電路13第4章故障分析14第5章心得體會16第6章參考文獻(xiàn)17第7章致謝18第一章 緒論課題背景由于近年來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。照明器材行業(yè)屬一般性競爭行業(yè)，是我國輕工業(yè)對外開放較早的行業(yè)之一。WTO后，國際上一些知名品牌大企業(yè)相繼進(jìn)入國內(nèi)產(chǎn)銷領(lǐng)域，使得國內(nèi)競爭國際化。努力增加節(jié) 能光源和不同檔次、花樣、不同用途的照明器具的開發(fā)，加快綠色、節(jié)能光源產(chǎn)品的開發(fā)推 廣和應(yīng)用是我國目前照明器材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)。我國照明器材行業(yè)

11、將面臨著前所未有的 機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而由此帶來的巨大商業(yè)利益也成為一些企業(yè)矚目的焦點(diǎn)。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，二是勞動(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，需求仍會呈逐年增長趨勢，以下強(qiáng)力因素都預(yù)示著我國照明市場仍有很大的潛力可挖。降低能耗、節(jié)約能源、注重環(huán)保是當(dāng)今世界的主潮流，高能耗且會加劇溫室效應(yīng)的白熾燈越 來越不受歡迎。繼公布“歐盟后年封殺白熾燈”的時(shí)間表后，世界各地陸續(xù)拋棄白熾燈已成 定局，環(huán)保型節(jié)能熒光燈 VS白熾

12、燈是白熾燈的替代者。隨著人們生活現(xiàn)代化水平不斷提 高，國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力的供需矛盾日益加劇生產(chǎn)更多的電即意味著要消耗更多的 煤、石油、天然氣、核原料等不可再生資源，還會帶來許多相應(yīng)的環(huán)境問題。為此，我們應(yīng) 該從身邊做起，珍惜并節(jié)約每一度電。所以，現(xiàn)在很多住宅樓道都安裝了自動(dòng)控制樓道燈。課題研究的目的隨著社會不斷進(jìn)步，科技發(fā)展，聲光雙控節(jié)電燈逐步走進(jìn)社會各個(gè)公共角落，聲光雙控 節(jié)電燈不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教案樓等公共場所，它具有 體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。用聲光 控延時(shí)開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，在天黑以后，當(dāng)

13、有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲 或其它聲音時(shí)，樓道燈會自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門或走出公寓，樓道燈延時(shí)幾 分鐘后會自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，它解決了 “長明燈”浪費(fèi)電能 的問題，延長燈泡的使用壽命，安全性好，可靠性高。該裝置省去了能耗大、笨重、極易產(chǎn)生熱量的電源變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡單、自耗電輕微、性能穩(wěn)定、靈敏度高、通用性強(qiáng)，降低 能耗、節(jié)約能源的目的。課題研究的意義通過本課題的研究，加強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力，鞏固了對所學(xué)知識的認(rèn)知。通過本次實(shí)驗(yàn) 我們設(shè)計(jì)了一種比較節(jié)能的聲光雙控?zé)?，不僅使自己學(xué)習(xí)到了知識，而且也為社會做出了貢 獻(xiàn)。第二章基本原理聲光雙控節(jié)能燈基本原理聲控?zé)?/p>

14、是一種聲控電子照明裝置，由音頻放大器、選頻電路、延時(shí)開啟電路和可控硅電 路組成。它提供了一種操作簡便、靈活、抗干擾能力強(qiáng)，控制靈敏的聲控?zé)?，它采用人發(fā)的 聲音控制信號，即可方便及時(shí)地打開和關(guān)閉聲控照明裝置，并有防誤觸發(fā)而具有的自動(dòng)延時(shí) 關(guān)閉功能，并設(shè)有手動(dòng)開關(guān)，使其應(yīng)用更加方便。聲控?zé)粲稍捦病⒁纛l放大器、選頻電路、 倍壓整流電路、鑒幅電路、包壓源電路、延時(shí)開啟電路、可控延時(shí)開關(guān)電路、可控硅電路組 成。MIC是一種聲電轉(zhuǎn)換器。電路中 LM3900構(gòu)成電壓比較放大器。非門和與非門構(gòu)成信號邏輯 分析電路。555定時(shí)器為定時(shí)開關(guān)。繼電器為照明電路接通開關(guān)。D1, D2, C5, MC78L05CP和降

15、壓器構(gòu)成降壓整流電路。當(dāng)白天時(shí)，光敏電阻RL成低阻狀態(tài)，與非門輸出高電平，555定時(shí)器3腳 保持低電平，繼電器開關(guān)K保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，照明電路斷開。當(dāng)夜晚時(shí)，光敏電阻RL成高阻狀態(tài)。阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 R6,輸出高電平。當(dāng)壓電陶瓷片未 接收到聲音時(shí)，LM3900的4腳輸出為高電平，電容 C2右端為高電平，信號通過邏輯門電路 后變?yōu)楦唠娖?，輸入?55定時(shí)器2腳，555定時(shí)器3腳則保持低電平，繼電器開關(guān) K保持 斷開狀態(tài)，照明電路斷開。當(dāng)壓電陶瓷片接收到聲音時(shí)，LM3900的4腳輸出為低電平。由于電容兩端電壓不能突 變，電容C2右端為低電平，信號通過邏輯門電路后變?yōu)榈碗娖?。輸入?555定時(shí)器2腳， 當(dāng)5

16、55定時(shí)器2腳接收到一個(gè)低電平時(shí)，555定時(shí)器3腳則輸出一定時(shí)間的高電平，使三極 管T導(dǎo)通，繼電器開始工作，繼電器開關(guān) K閉和，照明電路接通。照明持續(xù)一段時(shí)間后，555定時(shí)器3腳變?yōu)榈碗娖?，繼電器開關(guān) K關(guān)斷，照明電路斷開。555電路基本原理集成定時(shí)器555電路，是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成電路，應(yīng)用十分廣泛。它是一種產(chǎn)生時(shí)間延遲和多種脈沖信號的電路，由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個(gè)5K電阻，故取名555電路。其電路類型有雙極性和 CMO到兩大類，二者的結(jié)構(gòu)和工作原理類似。二者的 邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。555電路的引腳排列圖如圖2.1所示，其功能表如表1所示。555電路構(gòu)成，單

17、穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器，如圖2.2所示。輸出電壓Vo的脈寬t=RCln3, 555定時(shí)器內(nèi)部電路見圖2.3所示。圖2.1 555定時(shí)器引腳排列圖表1 555定時(shí)器的功能表6高觸發(fā)端）2低觸發(fā)端）4復(fù)位端）3輸出端）7放電端）可LL導(dǎo)通皿臼HL導(dǎo)通山閆H/、父/、父回|臼HH截止O+5VR 200K TOC o 1-5 h z 6 8475553 -噩215 VOC_L100uF,L_0.01uF圖2.2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器COTHTR185kQ&2C2G?GID-L- Q5kQOUT5kCG4VTJ圖2.3GND555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)聲控電路基本原理聲音是我們最為熟知的。人與人需要用聲音去交流，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)出聲音，

18、動(dòng)物會發(fā)出聲音等 等。然而發(fā)此寶貴的資源卻被我們忽視了很長時(shí)間，如今留給我們的就是怎樣合理高效的利 用這一資源。以前人們在設(shè)計(jì)電路時(shí)只求一個(gè)用字，只要能用就萬事大吉了，所以我們 常見的電路都有很多開關(guān)如照明電路要讓它工作我們必須機(jī)械地去控制它，這對于當(dāng)今社會 各種各樣的智能化建筑如智能辦公樓，智能化公寓等是非常不實(shí)用的；在這種情況下聲音就 派上了用場，聲控作為智能化電路的一部分是一可缺少的；然而要實(shí)現(xiàn)聲控也不是一件容易 的事，因?yàn)槁曇羰且荒M量且非電信號無法在數(shù)字電路中使用，所以我們在設(shè)計(jì)聲控電路時(shí) 就面臨怎樣把模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，把聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號的問題。要解決這個(gè)問題我們 可以設(shè)計(jì)一個(gè)

19、類似于竊聽器的接收設(shè)備專門用來接聽聲音信號并將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信 號轉(zhuǎn)送到下一級電路。但是作為聲控電路對聲音信號的要求既不能太強(qiáng)也不能太弱，太強(qiáng)聲 控難以實(shí)現(xiàn)；而太弱電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜也難以實(shí)現(xiàn)，所以最好是能接收到如人的講話聲，腳踏地 板聲。當(dāng)這類信號轉(zhuǎn)化為電信號時(shí)，電信號一般較弱，必須對其進(jìn)行放大對此可選擇功放電 路，運(yùn)放電路，差分電路等，根據(jù)電路對信號的要求一般選擇運(yùn)放電路較好，提高信號輸出 電壓。經(jīng)過這一步實(shí)現(xiàn)了聲音信號到電信號的轉(zhuǎn)換。有了電信號實(shí)現(xiàn)聲控就容易了，我們可 以讓產(chǎn)生的電信號去觸發(fā)觸發(fā)器使電路導(dǎo)通。對于這樣的電路設(shè)計(jì)對外加電源的要求必須穩(wěn) 定，不斷電，故最好再為其設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓電路這

20、樣才能使電路穩(wěn)定工作。而對元器件的要求 也較高，特別是半導(dǎo)體器件必須保證靈敏度高，各電參數(shù)精確穩(wěn)定，這樣電路才能高效地工 作。如今對于這樣的電路設(shè)計(jì)我們以不必為其煩惱，因?yàn)橛辛寺曇魝鞲衅鳎梢灾苯訉⒙曇?信號轉(zhuǎn)換為電信號，大簡化了電路結(jié)構(gòu)，使聲控電路的設(shè)計(jì)顯得更加容易。下面就運(yùn)用聲音 傳感器設(shè)計(jì)的聲控照明電路加以分析。聲控照明電路的主要原理是利用了聲學(xué)和電子學(xué)的原理即用聲音傳感器將聲音信號轉(zhuǎn)換成電 信號從而推動(dòng)觸發(fā)器觸發(fā)使電路導(dǎo)通工作。作為一個(gè)智能化聲控照明電路應(yīng)具有能在聲音的 控制下實(shí)現(xiàn)電路的導(dǎo)通與截止，聲音的發(fā)出應(yīng)是多方面的如腳步聲物體打擊聲等，響應(yīng)時(shí)間 越短越好等功能。為此在選擇電路元器

21、件時(shí)應(yīng)選擇靈敏度較高的聲音傳感器組成聲控照明電 路控制電路的前端，同時(shí)我們還要為該傳感器設(shè)置傳感條件如聲音響度必須在20DB以上才能響應(yīng)等。中間端采用觸發(fā)器構(gòu)成，利用觸發(fā)器不觸不發(fā)，一觸即發(fā)的特點(diǎn)去推動(dòng)照明電路 工作，觸發(fā)器的選擇也應(yīng)選擇靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短的觸發(fā)器如D觸發(fā)器，JK觸發(fā)器等。光控電路基本原理在第三次科技革命的推動(dòng)下，光能這一偉大的，自然的以及人類生存所必須的寶貴資源 在被人類遺忘了若干年后，今天終于得到了廣泛的應(yīng)用。太陽能熱水器，太陽能電池，太陽 能浴場等都成為人們熱議的話題，大到天上的人造衛(wèi)星，小到街道的路燈太陽能的應(yīng)用無所 不在。而作為智能化電路的設(shè)計(jì)考慮光能的應(yīng)用也是理所

22、當(dāng)然的。在半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展 下大大促進(jìn)了光能應(yīng)用的快速進(jìn)步，在發(fā)電，取暖等方面尤為突出，智能化電路設(shè)計(jì)引進(jìn)光 學(xué)技術(shù)已不是新奇事了，在光控電路的設(shè)計(jì)中不同于聲控電路復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，隨著半導(dǎo)體光敏 元器件的快速發(fā)展，我們在設(shè)計(jì)光控電路時(shí)面臨的問題已由怎樣使光信號轉(zhuǎn)化為電信號變?yōu)?怎樣在電路中加大電信號的強(qiáng)度？這一問題如今也以得到了較好的解決，光敏元器件的應(yīng)用 在光照的情況下使其電參數(shù)發(fā)生變化從而使其對電流的阻礙作用減小或增大，進(jìn)而使電路導(dǎo) 通或截止，電信號強(qiáng)弱的改變光控轉(zhuǎn)化為電控電路功能的實(shí)現(xiàn)便容易了。在這樣的電路設(shè)計(jì) 中，對電路元器件的要求也極為高尤其是光敏元件是光控電路功能實(shí)現(xiàn)的核心，必須保

23、證其 各項(xiàng)參數(shù)的精確，穩(wěn)定。故在選擇這類元器件時(shí)一定要選擇高靈敏度工作穩(wěn)定可靠的元件， 當(dāng)然電路工作的穩(wěn)定是否？功能能否實(shí)現(xiàn)？并不僅僅只和電路元器件有關(guān)，外加電源也是不 可忽視的，與聲控電路一樣最好也是給光控電路加上一個(gè)穩(wěn)壓電路確保電路能正常工作。利用光敏元件隨光照強(qiáng)度的變化而阻抗發(fā)生變化的特點(diǎn)，去控制電信號的強(qiáng)弱，再由傳 感器將變化的電信號傳遞給觸發(fā)器，只要電信號強(qiáng)度達(dá)到一定程度將觸發(fā)觸發(fā)器使其導(dǎo)通工 作。光控照明電路其主要功能是實(shí)現(xiàn)當(dāng)外界光照強(qiáng)度降低到一定程度時(shí)，使照明電路導(dǎo)通工 作。就其方案而言多種多樣，但我們在設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮方案的可行性，穩(wěn)定性以及元器件 的靈敏度，尤其是光敏元件必須

24、選擇靈敏度高的這樣電路功能才能較容易實(shí)現(xiàn)，為此我們在 設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，不但要盡量使電路結(jié)構(gòu)簡化，而且要使電路功能強(qiáng)，功能的實(shí)現(xiàn)要可靠穩(wěn)延時(shí)電路基本原理從20世紀(jì)中后期數(shù)字電路的飛速發(fā)展到今天技術(shù)已越來越成熟。自從電子計(jì)數(shù)器的出現(xiàn)之 后各式各樣，功能萬千的定時(shí)/計(jì)數(shù)器層出不窮。然而正是電子計(jì)數(shù)器的出現(xiàn)才使得電子技 術(shù)的發(fā)展上了一個(gè)新的臺階。定時(shí)/計(jì)數(shù)這一功能在電子電路中的應(yīng)用，使智能化電路的設(shè) 計(jì)更加名副其實(shí)。我們常見的交通紅綠燈，公園里的娃娃車等都是采用了定時(shí)計(jì)數(shù)技術(shù)的典 型示例。我們大家都看過智力競賽，都有知道搶答器，然而搶答器更是電子定時(shí)/計(jì)數(shù)器的典型應(yīng)用。雖然我們可以花幾元錢就可以從街上

25、買一個(gè)不錯(cuò)的搶答器，但要讓我們自己動(dòng)手 做一個(gè)出來就不是一件容易的事的，它不僅只是我們所看到的結(jié)果能夠搶答更為重要的是其功能的實(shí)現(xiàn)是集成了很多技術(shù)。如定時(shí)，鎖存，顯示等等，由此可見定時(shí)/計(jì)數(shù)器的應(yīng)用不僅廣泛，而且意義深遠(yuǎn)。延時(shí)電路原理是利用了電子計(jì)數(shù)器的原理實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。延時(shí)電路其構(gòu)成方案一般有三 種，即硬件構(gòu)成，軟件構(gòu)成和軟硬相結(jié)合構(gòu)成。對于由硬件構(gòu)成的定時(shí)器，一般是用改變R C元件值控制定時(shí)的，具效率較高，但靈活性，通用性較差如555定時(shí)器；而由軟件構(gòu)成的定時(shí)器是用執(zhí)行一段程序來實(shí)現(xiàn)定時(shí)的， 其靈活性通用性較高，但效率較差；故現(xiàn)在設(shè)計(jì)定時(shí)器一般都是采用軟硬相結(jié)合的方法集兩 者之長通過編程設(shè)

26、定不同的延時(shí)常數(shù)，而由硬件控制定時(shí)過程，其效率和靈活性都得到了較 大的提高。如大規(guī)模集成電路可編程計(jì)數(shù)器 8253, 51單片機(jī)通過編程構(gòu)成計(jì)數(shù)器等。在一 個(gè)實(shí)際的電路中延時(shí)不是主要目的，而主要目的是為了完善電路功能。故作為一個(gè)延時(shí)電 路，在整個(gè)電路中其應(yīng)在延時(shí)結(jié)束后能發(fā)出一個(gè)結(jié)束信號，控制電路是否繼續(xù)工作下去。 所以前述聲控，光控電路盡管也能實(shí)現(xiàn)控制電路的功能，但其功能是不完善的，為此應(yīng)對其 進(jìn)行改進(jìn)有三種方案可行：聲控延時(shí)；光控延時(shí)；聲光聯(lián)控延時(shí)；此三種方案可用于 不同的場合，現(xiàn)就第三種方案加以事例進(jìn)行分析。第三章電路設(shè)計(jì)分析該電路由電源電路、聲電轉(zhuǎn)換及放大電路、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路和光控電路組

27、成。為 了確保用電安全，220V交流市首先經(jīng)過1:1隔離變壓器，隔離變壓器的初、次繞組 級之間沒有電的聯(lián)系，次級任一線與大地之間沒有電位差，所以人接觸任一線不會觸 電。但如果同時(shí)接觸兩線也會觸電。電路總體框架：聲電轉(zhuǎn)換3.1電源電路電源電路由C1、Rl、VD VS及C2組成。交流市電經(jīng) C1電容降壓，VD整流，VS 穩(wěn)壓，再由C2濾波后供給整個(gè)電路工作。電路采用電容降壓，與使用變壓器相比，不 但縮小了體積，杜絕了噪聲，而且也減小了電路能耗。3.4聲控電路在本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中我重點(diǎn)做了聲控方面的實(shí)驗(yàn)和研究，在選擇器材的時(shí)候我經(jīng)過研究 比較最終選用了 HTD點(diǎn)陶瓷片作為聲電轉(zhuǎn)換器材。壓電陶瓷片是一種結(jié)

28、構(gòu)簡單、輕巧的電聲器件，因具有靈敏度高、無磁場散播 外溢、不用銅線和磁鐵、成本低，耗電少、修理方便、便于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)而獲得 了廣泛應(yīng)用。適合超聲波和次聲波的發(fā)射和接收，比較大面積的壓電陶瓷片還可以 運(yùn)用檢測壓力和振動(dòng)，工作原理是利用壓電效應(yīng)的可逆性，在其上施加音頻電壓， 就可產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，從而發(fā)出聲音。如果不斷對壓電陶瓷片施加壓力它還會產(chǎn)生電 壓和電流。壓點(diǎn)陶瓷片有兩種檢測方法，第一種方法是將萬用表的量程開關(guān)撥到直流電壓 2.5V擋，左手拇指與食指輕輕捏住壓電陶瓷片的兩面，右手持萬用表的表筆，紅表 筆接金屬片，黑表筆橫放陶瓷表面上，然后左手稍用力壓一下，隨后又松一下，這 樣在壓電陶瓷片上產(chǎn)生

29、兩個(gè)極性相反的電壓信號，使萬用表的指針先向右擺，接著 回零，隨后向左擺一下，擺幅約為 0.1 0.15V ,擺幅越大，說明靈敏度越高。若 萬用表指針靜止不動(dòng)，說明內(nèi)部漏電或破損。切記不可用濕手捏壓電片，測試時(shí)萬用表不可用交流電壓擋，否則觀察不到指針擺動(dòng)，且測試之前最好用RX 10k擋，測其絕緣電阻應(yīng)為無窮大。第二種方法是用RX 10k擋測兩極電阻，正常時(shí)應(yīng)為 然后輕輕敲擊陶瓷片，指針應(yīng)略微擺動(dòng)。根據(jù)換能器的功能壓電陶瓷片大體上按照發(fā)射型，接收型，收發(fā)型來選用陶瓷，分別 對應(yīng)pzt8,pzt5,pzt4 ,參數(shù)主要包括：d33,Fr,Fp,D,Cp0。陶瓷片的用量根據(jù)功率極限 來算，一般為0.3

30、W/kHz/cmA3 ,厚度要根據(jù)響應(yīng)或者靈明度來選取。我們設(shè)計(jì)的聲電轉(zhuǎn)換及放大電路由 HTD V1、V2等組成。聲控元件采用壓電陶瓷 片HTD它對猝發(fā)聲響極為敏感，作為聲-電換能元件。它將聲響信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 電信號后，通過 C3耦合至V1、V2組成的直耦式雙管放大器進(jìn)行放大。該放大器由 R2、RPl提供偏流，調(diào)節(jié) RP1,可改變放大器的增益，用以控制聲控靈敏度。R4為直流負(fù)反饋電阻，用來穩(wěn)定工作點(diǎn)。C4為交流旁路電容，用以補(bǔ)償放大器的交流增益，R3為放大器的輸出直流負(fù)載電阻，放大后的負(fù)脈沖信號經(jīng)C5去觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，達(dá)到控制負(fù)載的目的。單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路由555時(shí)基集成電路、

31、R6與C6組成延時(shí)回路。穩(wěn)態(tài)時(shí)，555集成塊3 輸出端為低電平，當(dāng)其2腳觸發(fā)端得到一負(fù)脈沖觸發(fā)信號時(shí)，電路即進(jìn)入暫態(tài)，輸出端 3腳 立刻翻轉(zhuǎn)為高電平、觸發(fā)雙向晶閘管 VT導(dǎo)通，燈泡EL發(fā)光。此后，電源經(jīng)R6向C6充電， 當(dāng)C6端電位升至約2/3VCC電路又自動(dòng)回復(fù)到初始穩(wěn)定狀態(tài)，3腳恢復(fù)低電平。此時(shí)，可控 硅因失去觸發(fā)電路而關(guān)斷，燈泡熄滅，控制電路暫態(tài)結(jié)束，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，等待下一次觸發(fā)脈 沖。圖中R5和RP2組成分壓電路，為集成塊的觸發(fā)端提供一個(gè)開門閾值電平，調(diào)節(jié)RP2,使觸發(fā)端2腳的電壓略大于1/3Vcc ,迫使3腳輸出低電平。當(dāng)2腳一旦出現(xiàn)負(fù)脈沖信號 時(shí)，單穩(wěn)態(tài)電路即動(dòng)作，適當(dāng)調(diào)節(jié) RP2,也

32、可改變控制靈敏度。光控電路光控電路由555時(shí)基集成電路、V4晶閘管等組成。在白天，由于光照度較強(qiáng)，V4的e-c間呈低阻態(tài)，為V3提供了一個(gè)較大的偏置電流，使其飽和導(dǎo)通。此時(shí)， V3 的集電極即555集成塊的強(qiáng)制復(fù)位端 4腳被強(qiáng)制為低電平，555集成塊處于復(fù)位狀 態(tài)，使其輸出端3腳包為低電平，雙向晶閘管因無觸發(fā)電流而關(guān)斷，燈泡EL不亮。因此，白天不管聲控信號如何增強(qiáng)，555集成塊的3腳始終為低電平，VTH關(guān)斷，達(dá)到白 天停止照明的目的。晚間，由于光線明顯減弱，V4因無光照而使e-c間呈高阻狀態(tài)，使V3截止，555集成塊強(qiáng)制復(fù)位端4腳為高電平，555集成塊退出復(fù)位狀態(tài)，電路可 受控制。改變R9的值

33、，可以控制光控靈敏度。第四章故障排除在我們后期調(diào)試過程中遇到了很多問題，但是我們對這些問題做了詳細(xì)的分析并 一一排除。電路故障的直接表現(xiàn)就是當(dāng)我們拍手是燈泡不亮，出現(xiàn)此故障的原因是有 多方面的，首先可能是控制電路中有的原件焊接不良，我們一一檢查了元件的焊接點(diǎn) 并重新進(jìn)行了焊接。檢查完元件焊接點(diǎn)后燈泡仍不亮，我們認(rèn)為也可能是主振三極管 特性不良，這時(shí)候我們就要更換了三極管來排除故障。燈泡不亮的另一個(gè)原因是濾流 電容擊穿短路，這時(shí)我們檢查了電容并更換了濾流電容。第二種故障現(xiàn)象是燈管兩端發(fā)紅，中部不發(fā)光。出現(xiàn)這種故障的原因可能是燈絲 回路中的啟動(dòng)電容器擊穿或雙向觸發(fā)二極管性能不一致。排除這種故障的方

34、法是更換 耐壓大于450V的電容更換性能一致的雙向二極管。還有一種故障現(xiàn)象是燈管兩端過早發(fā)黑，使用壽命短。出現(xiàn)這種故障的原因可能 是兩只主振三極管同時(shí)導(dǎo)通，使管子熱擊穿或電感局部短路使電流增大。排除這種故 障的辦法是更換主振三極管，重繞或更換電感。第四章電路設(shè)計(jì)圖及所需元器件清單元器件名稱數(shù)量備注555定時(shí)器1NE555C1滌綸電容器10.47K ufC2.C6電解電容器1100 ufC3c4圓片電容器10.47ufC5圓片電容器10.02ufC7電解電容器10.1ufVs穩(wěn)壓二極管12cw56VD二極管12N4002RP1電位器1220KQRP2電位器11 KQV1.V2.V3三極管1901

35、3VTH雙向晶閘管1BCR1AMEL電燈115W/220VV4光敏三極管13DU5HTD6 片PCB印制電路板1電阻8R11M) R26.8 ) , R33K), R41K), R5100) , R6200K) , R722K , R833。第五章心得體會近年來隨著照明器材行業(yè)的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)成為電光源產(chǎn)品的主 要輸出國之一。照明器材行業(yè)屬一般性競爭行業(yè)，是我國輕工業(yè)對外開放 較早的行業(yè)之一。在我國加入 WTCB,國際上一些知名品牌大企業(yè)相繼進(jìn) 入國內(nèi)產(chǎn)銷領(lǐng)域，使得國內(nèi)競爭國際化。努力增加節(jié)能光源和不同檔次、 花樣、不同用途的照明器具的開發(fā)，加快綠色、節(jié)能光源產(chǎn)品的開發(fā)推廣 和應(yīng)用是我國目前照明器材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)。我國照明器材行業(yè)將面 臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，由此帶來的商機(jī)也吸引著越來越多的企業(yè)。我國照明電器行業(yè)還在高速的發(fā)展著，進(jìn)一步提高照明產(chǎn)品的質(zhì)量和檔 次，既是當(dāng)前擺在我們面前的課題，也是全行業(yè)共同努力的長期目標(biāo)。就 國內(nèi)市場需求而言，隨著人們生活水平逐步提高，對生存環(huán)境質(zhì)量的要求 也越來越高，對照明電器產(chǎn)品提出更高的要求。從國際市場分析，雖然我 們的出口逐年大幅度增長，但我國大部分產(chǎn)品在國際市場仍屬中低