聲光雙控延時電路的設(shè)計(蔣興旺)

1、 目錄對齊，即可打印石家莊法商職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目:聲光雙控延時照明電路的設(shè)計系（部）電子信息技術(shù)系專業(yè)班級09電子學(xué)號09xk43026學(xué)生姓名蔣興旺指導(dǎo)教師寇雪梅職稱講師年月日聲光雙控延時照明電路設(shè)計摘要：常言道“眼睛是心靈的窗戶?！蔽艺J(rèn)為燈則是指引心靈的方向標(biāo)。在生活中，我們無時不在地使用著燈，諸如臺燈、路燈、日光燈、探照燈、彩燈等等，但不管是什么樣式的燈，它們的作用都是一致的照明。因此，設(shè)計一個既實用又方便的照明燈則是我們?nèi)祟惞餐脑竿?。而生活中我們用的最為平常的燈則是樓道里的照明燈，住過居民樓的人都應(yīng)該知道，樓道很窄，晚上行走很不方便，如果讓樓道的照明燈一直亮著，則難免會浪費(fèi)

2、國家資源，因此設(shè)計一種既不浪費(fèi)國家電力又很方便實用的照明燈系統(tǒng)是很有實用價值意義的一件事。該設(shè)計主要介紹的是關(guān)于聲光控的電路設(shè)計。聲光控是通過光敏電阻來實現(xiàn)的，當(dāng)光敏電阻在背光的的時候燈就會慢慢的熄滅，即這時也是人走過了的時候。在有的電路中這種原理也可以通過聲音的振動來實現(xiàn)，當(dāng)人走過是只需用手輕拍一下燈就會自動的亮，人離開后又熄滅。這樣就給路人提供了相應(yīng)的方便，同時，也達(dá)到了節(jié)電和節(jié)能的目的；延長燈的壽命。在實際生活中節(jié)電節(jié)能，能夠?qū)崿F(xiàn)更多的自動化。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

3、損壞率很高，增大了維修量、浪費(fèi)了資金。同時，為了加強(qiáng)我們對模擬電子技術(shù)，數(shù)字電子技術(shù)，電子工藝的理解和鞏固，我花了一個月的時間進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計，而我設(shè)計的課題是聲光控制照明燈的設(shè)計，我設(shè)計了一種電路新穎、安全節(jié)電、結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、使用壽命長的聲光雙控白熾燈節(jié)能照明燈。在本設(shè)計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，就會自動亮為行人照明，過數(shù)十秒后又自動熄滅，節(jié)能節(jié)電。關(guān)鍵詞：電

4、路放大光敏電阻可控開關(guān)延遲電路話筒放大目錄引言1第一章緒言11.1課題背景11.2課題研究的目的和意義21.3國內(nèi)外概況2第二章總體方案設(shè)計32.1課題分析32.2設(shè)計方案42.3方案論證52.4電路的工作原理62.5器件的選擇及檢測方法72.6安裝制作112.7裝調(diào)試及故障分析132.8部分?jǐn)?shù)值計算14第三章結(jié)果和結(jié)論14第四章總結(jié)15參考文獻(xiàn)16致謝16聲光雙控延時電路的設(shè)計引言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)燈的自動發(fā)亮、節(jié)能節(jié)電、延長燈的壽命變得越來越重要，而且貼近我們的實際生活。聲光控電路已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需要開關(guān)，當(dāng)有人經(jīng)過時會自

5、動的亮；廣泛應(yīng)用于走廊、樓道招待所等公共場所，給人們的生活、帶來極大的方便。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。聲光控電路是聲音和光控制電路工作的電子開關(guān)。該電路由電源電路、聲控電路、光控電路和延時控制開關(guān)電路等組成，它不僅廣泛適用于樓梯間、過道庫房等場合，而且節(jié)能省電，使用方便。第一章緒言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)燈的自動發(fā)亮、節(jié)能節(jié)電、延長燈的壽命變得越來越重要，而且貼近我們的實際生活。聲光控電路已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需要開關(guān)，當(dāng)有人經(jīng)過時會自動的亮；廣泛應(yīng)用于走廊、樓道招待所等公共場所，給人們的生活、帶來極大的方便。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。聲光控

6、電路是聲音和光控制電路工作的電子開關(guān)。它將聲音（如擊掌聲）和光轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)放大、整形，輸出一個開關(guān)信號去控制各種電器的工作，在自動控制工業(yè)電器和家用電器方面有著廣泛的用途。由于，本電路廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，所以，有很大的重用作用。該電路在設(shè)計時應(yīng)用了仿真軟件，來進(jìn)行仿真然后才確定下來的，雖然用的僅僅是EWB軟件，但是在論文中也是比較有特色。能夠使人們在不知不覺中感受方便。課題背景隨著千年鐘聲的敲響，歷史的車輪被推進(jìn)了一個新的世紀(jì)一21世紀(jì)。站在新世紀(jì)的門檻上，我們感受到的是高速發(fā)展的現(xiàn)代科技。也因如此，照明燈的需求也在不斷地發(fā)展，人類有意識地采用各種方法改進(jìn)它。照明，不僅改變了人們”

7、日出而作，日落而息“的生活方式，也充斥豐富了我們的精神世界。是的，也許你不禁要問：”為什么一個小小的照明燈有如此神奇的功效。“我想這要歸功它的結(jié)構(gòu)及發(fā)明原理??！這當(dāng)中到底包含了多少值得我們?nèi)ヌ剿鳎l(fā)現(xiàn)的奧秘呢？帶著這個問題，我們共同選擇了這個課題，一起從課題研究中找到答案！課題研究的目的和意義研究目的：通過這次的課題研究我們希望在理清它的發(fā)展脈絡(luò)上進(jìn)一步了解它的發(fā)明原理，將平時所學(xué)習(xí)的知識運(yùn)用到實驗探索上，這對提高我們的動手能力，創(chuàng)新意識，及鍛煉思維活動無疑是一個莫大的幫助。同時我們也希望這次的研究能讓同學(xué)進(jìn)一步地了解照明燈，而不是僅局限與課本知識以內(nèi)。從小的突破點入手，掌握又一項科技知識，從

8、而實現(xiàn)課堂外的又一次提高,為現(xiàn)代教育科學(xué)盡一份力量！研究意義：用聲光控延時開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門或走出公寓，樓道燈延時幾分鐘后會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光控延時開關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、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，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。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”的時間表后

9、，世界各地陸續(xù)拋棄白熾燈已成定局，環(huán)保型節(jié)能熒光燈是白熾燈的替代者。節(jié)能熒光燈VS白熾燈，勝券在握已無懸念，但樓道照明卻限制了熒光燈的使用，因為樓道照明是非持續(xù)性的，有人經(jīng)過才需要光亮，而不斷的開關(guān)通斷會影響熒光燈的使用壽命，所以聲光控白熾燈在樓道照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外概況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

10、是我國目前照明器材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點。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)，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。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?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面：機(jī)場、鐵路、港口、城市軌道交通等訊速發(fā)展，每一項工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市廣場、綠地、道路、建筑物泛光照明，已從大城市發(fā)

11、展到中小城市。根據(jù)國內(nèi)外市場需求預(yù)測，我國照明電器行業(yè)的高速增長期還將繼續(xù)，對未來的預(yù)測如何更加科學(xué)化是我們面臨的問題。進(jìn)一步提高照明產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次進(jìn)一步提高照明產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，這既是當(dāng)前擺在我們面前的課題，同時也是全行業(yè)共同努力的長期目標(biāo)。就國內(nèi)市場需求而言，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。新的建筑照明標(biāo)準(zhǔn)已完成制訂工作，即將批準(zhǔn)執(zhí)行，新標(biāo)準(zhǔn)基本與國際接軌，對不同場合的照明提高了要求，也需要我們生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，為各類照明場所提供相應(yīng)的產(chǎn)品。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檔水平，

12、去過法蘭克福的人都有體會，我們的產(chǎn)品與國際先進(jìn)水平相比還存在較大差距。另外，如果大量劣質(zhì)低價產(chǎn)品出口，還會遭遇反傾銷訴訟，從而影響全行業(yè)出口，因此我們?nèi)砸舐暭埠?，質(zhì)量是企業(yè)的生命。我國目前已成為世界照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)大國，我們的目標(biāo)是要成為照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)強(qiáng)國，我們與發(fā)達(dá)國家在照明電器產(chǎn)品的質(zhì)量、檔次、生產(chǎn)工藝、設(shè)備、材料以及新產(chǎn)品開發(fā)能力等方面均存在明顯差距?？吹轿覀?nèi)〉贸煽兊耐瑫r，也能清醒地認(rèn)識我們存在的差距，才能不斷地進(jìn)步。讓我們?nèi)袠I(yè)共同努力，為照明電器行業(yè)的健康發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。第二章總體方案設(shè)計2.1課題分析它主要由9部分組成：整流、穩(wěn)壓二極管；話筒；光敏電阻，可控硅開關(guān)等。能夠

13、通過調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來改變燈亮的時間長短，如果時間過長就應(yīng)該減小電阻或電容的值，反之則增大。光敏電阻和話筒的高度也會使燈的時間受到影響。聲光控節(jié)電開關(guān),在白天或光線較亮?xí)r,節(jié)電開關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線較暗時，節(jié)電開關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)，當(dāng)有人經(jīng)過該開關(guān)附近時，腳步聲、說話聲、拍手聲等都能開啟節(jié)電開關(guān)。燈亮后經(jīng)過40秒左右的延時節(jié)電開關(guān)自動關(guān)閉，燈滅。該開關(guān)適用于樓道、走廊、洗涮間、廁所等公共場合，能節(jié)電并延長燈泡使用壽命。給人們的生活帶來了很多的方便，受到了廣泛的應(yīng)用。本電路是采用分分離元件的聲控延時電路，其電路原理圖如下圖所示（電路圖見方案三），原理圖說明：220V的燈充電直接整流

14、。在輸入端串聯(lián)25W燈泡，輸出端接可控硅（負(fù)載）供電電路穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路是給話筒放大，音頻放大等提供8.2V直流電，話筒放大，可以把聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號并放大，然后，經(jīng)過音頻放大器使信號達(dá)到足夠大；檢波音頻信號的正半周，即：把音頻信號轉(zhuǎn)換為直流信號。經(jīng)過延時電路以后送到控制電路，由控制電路去控制可控硅，若可控硅斷開，則整流電路負(fù)載斷開，若導(dǎo)通，則整流電路負(fù)載導(dǎo)通。光敏控制電路把光照變成電信號，從而去控制音頻信號往后邊輸送情況?？梢姡罕倦娐窡襞菀芸煽毓璧目刂疲煽毓枋茉捦踩〉玫囊纛l信號和光敏電阻的控制，從而可以實現(xiàn)聲控和光控；燈亮的時間由延時電路的時間長度決定。2.2設(shè)計方案從實驗的主要內(nèi)容

15、與要求中可以看出該電路可以有以下幾個方案：（1）利用門電路來完成聲光控的調(diào)節(jié)，電路圖如下：（2）采用LM324運(yùn)算放大器制作而成的聲、光控樓梯走道延遲照明開關(guān)，采用二線制接法，可以直接取代普通照明開關(guān)，而不必更改室內(nèi)原有布線。圖中，接成四只電壓比較器的運(yùn)放A1A4可采用一塊單電源四運(yùn)放集成電路LM324,其他元件如圖所示，無特殊要求（電路圖見附錄）。（3）使用了數(shù)字集成電路cd4011,其內(nèi)部含有4個獨立的與非門vd1vd4,使電路結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠性高。電路圖如下：1冃VDlINJTJUiJreci4ont1*圖（2）在這幾個方案中,由于我在學(xué)校學(xué)了數(shù)字電路和門電路,而且這個方法比較簡單,又

16、實用,能充分體現(xiàn)出我在校期間對所學(xué)知識掌握的程度,故此我選擇了第三種方案。2.3方案論證整流電路采用橋式整流電路,二極管穩(wěn)壓電路加上濾波電容?？煽毓栝_關(guān)起開關(guān)作用,非常重要,由這個開關(guān)去控制整流電路的工作與否,從而控制燈的亮和熄。穩(wěn)壓電路需8.2V穩(wěn)定電壓，并要求不高所以我們采用它話筒放大為實現(xiàn)聲控功能,要設(shè)制話筒放大電路,主要是由話筒拾音電路（就是把聲音信號變?yōu)殡娦盘栯娐?由于聲音微小,所以加放大電路）和放大電路組成。光敏控制電路實現(xiàn)光控的功能,可以有光敏電阻來實現(xiàn)。音頻放大電路因話筒輸出的音頻信號小,不能滿足檢波的需要,設(shè)制二極管音頻放大電路,倍數(shù)幾千上萬倍。檢波電路音頻信號是交流信號,不

17、用交流信號控制可控硅,需轉(zhuǎn)換為直流信號,才能控制可控硅,因是小信號,要反映信號的蜂值電路線變化。延遲電路在燈點亮?xí)r需要有延遲，檢波輸出直流電壓通過延遲電路是電壓消失，保持一段時間，所保持時間的長短由延遲電路的參數(shù)決定，實際上延遲電路由RC電路組成，時間常數(shù)t=RC,這是可控制電壓。控制電路是控制可控硅柵極的開關(guān)電路，它的輸入由延時端的延時電路送來的電壓控制，輸出控制可控硅的導(dǎo)通情況。論證方案：聲源產(chǎn)生的聲音信號，經(jīng)聲電轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成微弱的電信號，該信號經(jīng)放大后送處理器處理，處理器將幅度、頻率不盡相同的一群聲波信號轉(zhuǎn)換成一次狀態(tài)改變的控制信號，該信號經(jīng)延時處理電路達(dá)到設(shè)計要求時間與設(shè)計要求功能，

18、經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接控制負(fù)載動作。2.4電路的工作原理聲光控延時開關(guān)的電路原理圖見圖2所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路cd4011，其內(nèi)部含有4個獨立的與非門vd1vd4,使電路結(jié)構(gòu)簡單,工作可靠性高。顧名思義，聲光控延時開關(guān)就是用聲音來控制開關(guān)的“開啟，若干分鐘后延時開關(guān)“自動關(guān)閉。因此，整個電路的功能就是將聲音信號處理后，變?yōu)殡娮娱_關(guān)的開動作。明確了電路的信號流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個單元，由此可畫出圖3示的方框圖?？刂崎Tm圖（3）結(jié)合圖3來分析圖2。聲音信號（腳步聲、掌聲等）由駐極體話筒bm接收并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)cl耦合到vt的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號送到

19、與非門（vdl）的2腳，r4、r7是vt偏置電阻，c2是電源濾波電容。為了使聲光控開關(guān)在白天開關(guān)斷開，即燈不亮，由光敏電阻r等元件組成g光控電路，r5和rg組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無光時，光敏電阻的阻值很大,rg兩端的電壓高，即為高電平間t=2nr8c3，改變r8或c3的值，可改變延時時間，滿足不同目的。vd3和vd4構(gòu)成兩級整形電路，將方波信號進(jìn)行整形。當(dāng)c3充電到一定電平時，信號經(jīng)與非門vd3、vd4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開關(guān)閉合；c3充滿電后只向r8放電，當(dāng)放電到一定電平時，經(jīng)與非門vd3、vd4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開關(guān)斷開，完成一次完整的電子開關(guān)由開到

20、關(guān)的過程。二極管vd1vd4將交流220v進(jìn)行橋式整流，變成脈動直流電，又經(jīng)rl降壓,c2濾波后即為電路的直流電源，為b、v、i等供電。mtc表是常用燈光源技術(shù)性能：.種類光效/LMW-1色溫/K平均壽命/h供電白熾燈1528001000交流鹵鎢燈2530002000-5000交流/直流熒光燈70全系列10000交流/直流高壓鈉燈100-1201950/2200/250024000交流LED256400（超咼亮、白光）100000直流2.5器件的選擇及檢測方法i選用emos數(shù)字集成電路cd4011，其里面含有四個獨立的與非門電路。內(nèi)c部結(jié)構(gòu)見圖5，v是電源的負(fù)極，v是電源的正極?？煽毓鑤選用1

21、a/400v的ssdd進(jìn)口單向可控硅100-6型，如負(fù)載電流大可選用3a、6a、10a等規(guī)格的單向可控硅，單向可控硅的外形如圖六示，它的測量方法是：用rX1檔，將紅表筆接可控硅的負(fù)極，黑表筆接正極（如印制板圖所示），這時表針無讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極k，這時表針有讀數(shù)，黑表筆馬上離開控制極k這時表針仍有讀數(shù)（注意觸控制極時正負(fù)表筆是始終連接說明該可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄機(jī)用的小話筒，它的測量方法是：用rX100檔將紅表筆接外殼的s、黑表筆接d，這時用口對著駐極體吹氣，若表針有擺動說明該駐極體完好，擺動越大靈敏度越高；光敏電阻選用的是625a型，有光照射時電阻為20k以下，無

22、光時電阻值大于100mq,說明該元件是完好的。二極管采用普通的整流二極管1n4001ln4007?？傊?，元件的選擇可靈活掌握，參數(shù)可在一定范圍內(nèi)選用。在測試時先把指針表滿偏同時將指針表打到1K檔，其次：用表筆對電容進(jìn)行放電，在用表進(jìn)行測試，用紅筆接負(fù)極，黑筆接正極；最后：看指針的偏轉(zhuǎn)，且還要指針還原，如能還原就表明電容正常，不能回到原位則表明電容漏電。測試漏電電容方法：用萬用表的電阻擋（R*100和R*1K）,將表筆接觸電容器兩引線。剛接觸時，由于電容充電電流大，表頭指針偏轉(zhuǎn)角度大，隨著充電電流減小，指針逐漸向R=無窮方向返回，最后穩(wěn)定處即漏電電阻值。一般電容器的漏電電阻為幾百至幾千兆歐，漏電

23、電阻相對小的電容質(zhì)量不好。測量時，若表頭指針指到或接近歐姆零點，表示電容器內(nèi)部短路。若指針不動，始終指在R=無窮處，則意味著電容器內(nèi)部短路或已失效。對于電容量在0.1“F以下的小電容，由于漏電電阻接近無窮，難以分辨，故不能此法側(cè)漏電阻或判定好壞。電解電容器的極性檢測：電解電容的正負(fù)極性不允許接錯，當(dāng)極性接反時，可能因電解液的反向極化，引起電解電容器的爆裂。當(dāng)極性標(biāo)記無法辨認(rèn)時，可根據(jù)正向連接時漏電電阻大、反向連接時漏電電阻相對小的特點判斷極性。交換表筆前后兩次測量漏電電阻，阻值大的一次，黑表筆接觸的是正極，因為黑表筆與萬用表內(nèi)電池正極相接（采用數(shù)字萬用表時，紅表筆接電池正極）。但用這種辦法有時

24、并不能明顯地區(qū)分正、負(fù)向電阻，所以使用電解電容時，要注意保護(hù)極性標(biāo)記。二極管測試：二極管主要分為三種：整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管；此外，還有開關(guān)二極管。先打磨引腳，再用指針表測試，因二極管具有單相導(dǎo)電性，所以，在測試時，紅筆接負(fù)極，黑筆接正極，若是導(dǎo)通，且紅筆接正極，黑筆接負(fù)極，為截止，則表明二極管是正常的，若不是則表明二極管是壞的。注：發(fā)光二極管用10K,其它用1K檔；發(fā)光二極管的光線是非常微弱的，因此，在觀察是要仔細(xì)。半導(dǎo)體二極管的極性判別一般情況下，二極管有色點的一端為正極，如2AP1-2AP7,2AP11-2AP17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內(nèi)部連觸絲的一頭

25、是正極，連半導(dǎo)體片的一頭是負(fù)極。塑封二極管有圓環(huán)標(biāo)志的是負(fù)極，如1N4000系別。三極管測試：和所有元件一樣三極管也要打磨引腳，然后在進(jìn)行測試。用手拿住元件，用指針表來回測量六次，判斷出基極、是PNP型還是NPN型。若：紅筆不動PNP型；黑筆不動NPN型。如果是NPN型：用手捏住三支引腳，用表筆測試兩邊引腳，并交換表筆；若指針偏轉(zhuǎn)較大，黑表筆接的是集電極，另一方則是發(fā)射集。如果是PNP型：步驟與NPN型一樣，但當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)較大是，黑筆接的是發(fā)射極，另一方則是集電極。三極管除了判斷其管型和極點外，還要判斷出它所處的狀態(tài)，是截止、飽和、還是放大。光敏電阻：先用手拿住兩只引腳，使其對著光，然后，用數(shù)字

26、表測出值；再用握住使其背光，測出其值。圖（4）圖（5）可控硅的原理：可控硅是可控硅整流元件的簡稱,是一種具有三個PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件,一般由兩晶閘管反向連接而成.它的功用不僅是整流，還可以用作無觸點開關(guān)以快速接通或切斷電路，實現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變，將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等。可控硅和其它半導(dǎo)體器件一樣，其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點。它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭相采用的元件。（如下圖所示）。JnIk圖(6)晶閘管T在工作過程中，它的陽極A和陰極K與電源和負(fù)載連接，

27、組成晶閘管的主電路，晶閘管的門極G和陰極K與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。從晶閘管的內(nèi)部分析工作過程：晶閘管是四層三端器件，它有J1、J2、J3三個PN結(jié)圖一，可以把它中間的NP分成兩部分，構(gòu)成一個PNP型三極管和一個NPN型三極管的復(fù)合管圖二。當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓時，為使晶閘管導(dǎo)銅，必須使承受反向電壓的PN結(jié)J2失去阻擋作用。圖2中每個晶體管的集電極電流同時就是另一個晶體管的基極電流。因此，兩個互相復(fù)合的晶體管電路，當(dāng)有足夠的門極電流I流入時,g就會形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導(dǎo)通，晶體管飽和導(dǎo)通。設(shè)PNP管和NPN管的集電極電流相應(yīng)為Icl和Ic2；發(fā)射極電流相應(yīng)為

28、I和aI;電流放大系數(shù)相應(yīng)為al=Icl/I和a2=Ic2/I，設(shè)流過J2結(jié)的反相漏電電流kak為Ic0,晶閘管的陽極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：Ia=Icl+Ic2+IcO或Ia二alIa+a2Ik+IcO若門極電流為Ig,則晶閘管陰極電流為Ik=Ia+Ig從而可以得出晶閘管陽極電流為：I=(IcO+Iga2)/(1-(al+a2)(11)硅PNP管和硅NPN管相應(yīng)的電流放大系數(shù)al和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急劇變化。當(dāng)晶閘管承受正向陽極電壓，而門極未受電壓的情況下，式(11)中，Ig=0,(al+a2)很小，故晶閘管的陽極電流IaIc0晶閘管正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽極電

29、壓下，從門極G流入電流Ig,由于足夠大的Ig流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)，從而提高起點流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流Ic2流過PNP管的發(fā)射結(jié)，并提高了PNP管的電流放大系數(shù)al,產(chǎn)生更大的極電極電流Icl流經(jīng)NPN管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過程迅速進(jìn)行。當(dāng)al和a2隨發(fā)射極電流增加而(a1+a2)1時，式(11)中的分母1-(a1+a2)0,因此提咼了晶閘管的陽極電流la.這時，流過晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式(11)中，在晶閘管導(dǎo)通后，1-(a1+a2)0,即使此時門極電流Ig=0,晶閘管仍能保持原來的陽極電流la而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后，

30、門極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后，如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻，使陽極電流Ia減小到維持電流IH以下時，由于a1和a1迅速下降，當(dāng)1-(a1+a2)0時，晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)。2.6安裝制作準(zhǔn)備好全套元件后，用萬用表粗略地(因出廠前已測量過)測量一下各元件的質(zhì)量，做到心中有數(shù)。焊接時注意先焊接無極性的阻容元件，電阻采用臥裝，電容采用直立裝，緊貼電路板，焊接有極性的元件如電解電容、話筒、整流二極管、三極管、單向可控硅等元件時千萬不要裝反，注意極性的正確，否則電路不能正常工作甚至燒毀元器件。印刷電路圖如圖所示。圖(7)S#型弋犧&咤號規(guī)格程號fttt集瓏電踣CD4DHK710電齟器2.2VL5

31、.1M；R4R6&tt2孰向珂控硅隔&TII瓷片電容104Cl支3三橄菁9014VT1?電解電莽l6|iF.;0VC2X32玄4滋海二悵計1M001VDf-VDS支bJ前后豐r遼面板1K55412dBUMIt14宙制払sit1醫(yī)&光敎電詛625ARG1支15元機(jī)螺絲2ft7電阻器10KJ2UKR6.R12支i?：自攻媳舉d利S電隔器47KR2.R32t17元機(jī)標(biāo)纏9電RI鶴170KJMR7J152支i銅再至匚禦科擁綬蠱LED使用注意事項：由于LED的工作電壓變化0.IV,工作電流可能變化20mA左右。為了安全，普通情況下使用串聯(lián)限流電阻，極大的能量損失顯然不適合太陽能草坪燈，并且LED亮度隨工

32、作電壓變化。采用升壓電路是一個好辦法，也可以用簡單的恒流電路，總之一定要自動限流，否則將損壞LED。般LED的峰值電流50100mA，反向電壓6V左右，注意不要超過這個極限，尤其在太陽能電池反接或者蓄電池空載，升壓電路峰值電壓過高時，很可能超過這個極限，損壞LED。LED溫度特性不好，溫度上升5C,光通量下降3%，夏季使用要注意。工作電壓離散性大，同一型號，同一批次的LED工作電壓都有一定差別，不宜串聯(lián)使用。一定要并聯(lián)使用，應(yīng)該考慮均流。超高亮白光LED色溫為6400k30000k。目前，低色溫的超高亮白光LED尚沒有進(jìn)入市場，因此用超高亮白光LED制造的太陽能草坪燈光穿透能力比較差，所以在光

33、學(xué)設(shè)計上要注意。靜電對超高亮白光LED影響很大，在安裝時要有防靜電設(shè)施，工人要佩帶靜電手腕。受靜電傷害的超高亮白光LED當(dāng)時可能憑眼睛看不出來，但是使用壽命將變短。2.7裝調(diào)試及故障分析1打開電源，給系統(tǒng)加上激勵信號源(如系統(tǒng)的啪手聲、打擊聲)，用眼睛直接觀察燈泡是否亮和按時熄滅。強(qiáng)光下，用手在麥克風(fēng)附近拍打，看發(fā)光二極管是否發(fā)光。若燈亮了，則應(yīng)該用2中的方法來判斷故障部位，并加以改正。用手遮住光敏電阻，還是用手在麥克風(fēng)附近拍打，看等是否亮，若亮了，再觀察它到底能夠亮多久，若不能夠準(zhǔn)確定時40秒鐘，要及時修改元件參數(shù)，讓其準(zhǔn)確定時。2故障尋、檢常用方法如下表：直觀檢查法電阻法電壓法電流法通過眼

34、、耳、鼻、手來查找故障部位。即是看元器件有無斷線、互碰、燒焦、脫焊等現(xiàn)象；聽聲音有無異常；聞有無焦味；摸器件是否過熱等。用普通萬用表的歐姆檔檢查各點的阻值，粗查是否有短路、斷路或元器件錯焊等情況。用萬用表測量電路中各點對地的電阻以及元器件的阻值，以此來判斷故障部位測量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的電壓或波形，據(jù)此電壓值判斷故障。測量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的電壓或波形，據(jù)此電壓值判斷故障。調(diào)試前，先將焊好的電路板對照印刷電路圖認(rèn)真核對一遍，不要有錯焊、漏焊、短路、元件相碰等現(xiàn)象發(fā)生。通電后，人體不允許接觸電路板的任一部分，防止觸電，注意安全。如用萬用表檢測時，只用將萬用表兩表筆接觸電路板相

35、應(yīng)處即可。本電路調(diào)試時請先將光敏電阻的光擋住，將ab分別接在電燈的開關(guān)位上，用手輕拍駐極體，這時燈應(yīng)亮，若用光照射光敏電阻，再用手重拍駐極體，這時燈不亮，說明光敏電阻完好，這時即告本套件制作成功。若不成功請仔細(xì)檢查有無虛假錯焊和拖錫短路現(xiàn)象。2.8部分?jǐn)?shù)值計算單管放大電路參數(shù)的設(shè)置：經(jīng)測試，得知r=164,實測9013的導(dǎo)通電壓為Uon=Ube=0.4V，給定電源電壓Vcc=+6V。在靜態(tài)工作的時候，要使三極管發(fā)處于放大狀態(tài)，則Vce般取大于2V小于V的2/3。又由于Vce是根據(jù)公式ccV=Vcc-Vr4-Vr5,Vr4+Vr5=(Rc+Re)*Ice而得,ce而Ice=(Vr3-0.4)/R

36、e,Vr3=Rb2/(Rb2+Rb1)*Vcc先假定Rb2=6.8K，則有：Rb1=75K,Rc=24K,Re=2K。此時，I=(Vr3-0.4)/Re=0.1mA,ceV=Vcc-(Rc+Re)*Ice=3.43VceV=0.4+Ice*Re=0.50Vbe這些參數(shù)滿足使三極管工作在放大狀態(tài)。Au的計算：Au=Uo/Ui=-(r*Rc)/Rbe其中r=164,Rbe=Rbb+(1+r)*Ut/Ice,Ut=26mV經(jīng)計算得出：Rbe=43.1k,Au=95.47。圖中C1的作用是對電源進(jìn)行濾波，通常取得較大，這里取C1=100UF。R1取10K是為了給麥克風(fēng)起保護(hù)作用。第三章結(jié)果和結(jié)論實驗結(jié)

37、果：白天當(dāng)光線照射到光敏電阻上時，其通過感應(yīng)使電路封鎖聲音通道，使聲音脈沖不能通過，則燈泡不受聲音控制，即聲控傳感器暫時失去作用，燈泡不亮。夜間或光線較暗時，光敏電阻因無光照呈低阻，經(jīng)感應(yīng)使聲音通道開通，當(dāng)有人走動或有人談話時，通過聲控傳感器的感應(yīng)，使得燈泡自動點亮，經(jīng)過內(nèi)部設(shè)定的時間后，燈泡自動熄滅。實驗結(jié)論：設(shè)計原理清晰，設(shè)計性能指標(biāo)的靈敏度基本達(dá)到設(shè)計的要求；在整個設(shè)計過程中，本著節(jié)約的精神，我們用的都是簡單廉價的元器件，降低了系統(tǒng)成本。這次畢業(yè)設(shè)計對我們所學(xué)模電知識起到了加深和鞏固的作用，也使我獲得了搭建和調(diào)試實驗電路的能力。鍛煉了我主動學(xué)習(xí)的能力、與他人合作的能力。還可以從各種渠道獲得一定的資料共同加以研究學(xué)習(xí)，提高了我們的