【基于聲光雙控樓道燈控制的設(shè)計(jì)3900字】

基于聲光雙控樓道燈控制的設(shè)計(jì)摘要當(dāng)前在我國的一些公共場合，例如學(xué)校，機(jī)關(guān)等各個(gè)場合和一些居民區(qū)的樓道內(nèi)都存在一個(gè)十分嚴(yán)重的問題那就是長明燈的現(xiàn)象，著無意間就帶來了很大的能源浪費(fèi)。隨著居民生活水平的提升，我國國民經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，對于電力的需求越來越嚴(yán)重，而與之對應(yīng)的就是電力供應(yīng)的缺失，這就意味著需要消耗更多的能源去生產(chǎn)電能，這樣就會(huì)帶來許多環(huán)境問題。在本文中提出了采用聲光雙控電路這一方法來解決樓道里的燈泡常亮帶來的能源浪費(fèi)問題，這個(gè)電路中包括控制、放大、電源等相關(guān)的電子元器件組成。本位主要結(jié)束了這種樓道燈的功能和其使用范圍與工作原理。在本文的設(shè)計(jì)中會(huì)給出燈的電路原理和相關(guān)元器件的參數(shù)，該種樓道燈具有十分明顯的節(jié)能效果，同時(shí)簡單易維修，同時(shí)還節(jié)省成本，使用效果良好。關(guān)鍵字：自動(dòng)控制；節(jié)能；信號(hào)放大整形目錄TOC\o"1-3"\h\u10181摘要 1211891引言 3195331.1聲光雙控課題背景 328241.2聲光雙控課題研究的目的 3153772聲光雙控電路基本原理 3214322.1聲光雙控節(jié)能燈基本原理 3299962.2555電路基本原理 4239442.3聲控電路基本原理 5277782.4光控電路基本原理 573832.5延時(shí)電路基本原理 550513聲光雙控走廊燈開關(guān)電路的原理分析 6308063.1電路分析 630453.2整流、降壓、濾波電路 6300893.2.1橋式整流電路 6210783.2.2濾波電路 668324結(jié)論 71引言聲光雙控課題背景近些年來城市不斷地發(fā)展，幾乎大部分的建筑都存在樓道等公共部分照明燈常亮的問題，如果這些燈不能做到隨手關(guān)閉會(huì)造成較大的能源浪費(fèi)。我們可以在這里簡單的計(jì)算一下以一棟六單元十二層的住房為例，其中在每一層都安裝一支10瓦的燈泡，就是60個(gè)燈泡，每小時(shí)0.6度點(diǎn)。如果這些燈泡亮一些。一萬就是6度點(diǎn)，一年就需要2000度電。一般住戶是很少有人去主動(dòng)關(guān)閉電源的，然而感應(yīng)式樓道照明開關(guān)是解決這個(gè)問題的最簡單方法。它可以在開燈后一定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)熄滅。在白天當(dāng)有人走過也不會(huì)亮起來這樣就可以達(dá)到節(jié)能的目的，也是當(dāng)前社會(huì)所提倡的節(jié)能減排的主要形式。聲光雙控延時(shí)開關(guān)體積小，外形美觀，制作簡易，且節(jié)能環(huán)保，是當(dāng)今世界的主流。引用文獻(xiàn)：陳曉文,林春木.基于單片機(jī)的聲控?zé)糸_關(guān)電路設(shè)計(jì)[J].機(jī)電技術(shù),2013,36(06):88-90.引用文獻(xiàn)：陳曉文,林春木.基于單片機(jī)的聲控?zé)糸_關(guān)電路設(shè)計(jì)[J].機(jī)電技術(shù),2013,36(06):88-90.聲光雙控課題研究的目的隨著人們對于節(jié)能環(huán)保的認(rèn)識(shí)越來越深刻，聲光雙控節(jié)能燈的應(yīng)用場景也越開越廣泛，開始廣泛的分布于各種公共場合，其具有適用范圍廣的特點(diǎn)，可以在工廠、辦公樓等公共場合適用，主要的特點(diǎn)有體系小、穩(wěn)定性好、節(jié)能環(huán)保，比較適合公共場合的照明。2聲光雙控電路基本原理聲光雙控節(jié)能燈基本原理聲控?zé)羰抢秒娮釉骷M成的電路的控制照明電路，其中的元器件有好幾個(gè)主要的部分組成，包括開啟電路、可控硅電路、選頻電路。其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、還有較強(qiáng)的抗干擾能力，它的主要原理是利用人的聲音作為信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)來控制電路，可以利用聲音方便的控制燈泡的開關(guān)，并且還有延時(shí)關(guān)閉的功能，同時(shí)也設(shè)置一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，相互配合使用更加方便。聲控開關(guān)由話筒、選頻電路、鑒頻電路、音頻放大器、倍壓整流電路、恒壓電路、延時(shí)開關(guān)電路、卡控延時(shí)開關(guān)機(jī)相關(guān)元器件組成。MIC是一種聲電的轉(zhuǎn)換器。555定時(shí)器為整體的定時(shí)開關(guān)。繼電器為照明電路接通開關(guān)。在白天的時(shí)候，光敏電阻RL在較低的阻值條件下，與非輸出較高的電平，555定時(shí)器的3腳保持低電平，繼電器開關(guān)K保持在斷開的狀態(tài)，此時(shí)的照明電路是斷開的。當(dāng)夜晚時(shí)，光敏電阻RL成高阻狀態(tài)。阻值在遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于R6時(shí)，輸出高電平。外部環(huán)境的聲音還沒有到達(dá)陶瓷壓片的時(shí)候，電容的右端為高電平，此時(shí)的信號(hào)經(jīng)過邏輯門之后會(huì)變成高平輸入到555定時(shí)器2腳，然而555的3腳缺失電平的，這就導(dǎo)致了繼電器快關(guān)會(huì)處于斷開的狀態(tài)，從而使得整個(gè)照明電路都是斷開的。當(dāng)外界的聲音信號(hào)到達(dá)陶瓷壓片的時(shí)候，電容的兩段的整體的電壓是不會(huì)改變的，電容的右端為低電平，信號(hào)經(jīng)過邏輯門電路的時(shí)候變成了高電平，這個(gè)時(shí)候再輸入到555定時(shí)器的2腳，2腳收到低電平的時(shí)候，3腳卻還是高電平，使得三極管T處于導(dǎo)通的狀態(tài)，繼電器開始工作，開關(guān)K閉合，照明電路會(huì)因此亮起。555電路基本原理集成電路中的555定時(shí)器是集成了數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)混合在一起的中型集成電路，有著比較廣泛的使用范圍。因?yàn)槠鋬?nèi)部使用了三個(gè)5K的電阻，因此取名為555電路。其電路主要的電路類型有CMOS型和雙極型兩大類，兩種的工作原理是相似的555電路的引腳排列圖如圖1所示，其功能表如表1所示。555電路構(gòu)成，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，如圖1所示。輸出電壓Vo的脈寬t=RCln3，555定時(shí)器內(nèi)部電路見圖1所示。圖1555定時(shí)器引腳排列圖聲控電路基本原理聲音是我們從出生以來就接觸的。人與人之間需要聲音相互表達(dá)自己的意愿，機(jī)械操作發(fā)出的聲音，大自然的生物會(huì)發(fā)出聲音等等。然而這種寶貴的資源卻一直被我們忽視，如今的社會(huì)就是要我們?nèi)绾魏侠砝眠@一項(xiàng)資源。以前的發(fā)明及設(shè)計(jì)都重在‘用’字，只要能用就成功了，所以我們常見的電路都要有很多開關(guān)去機(jī)械的控制所有的物品，這對于當(dāng)今各種智能化產(chǎn)品及智能化建筑等等如智能辦公樓，智能化居家等是很不實(shí)用的；然而在目前的情況下，智能聲控就可以派上用場了，然而要實(shí)現(xiàn)聲控也不是一件容易的事，因?yàn)槁曇羰且环N模擬信號(hào)并不是電信號(hào)無法在數(shù)字電路中使用，所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)候就需要開了如何將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的問題。要解決信號(hào)轉(zhuǎn)換的問題需要首選設(shè)計(jì)一個(gè)類似于“竊聽器”的聲音接受其專門來接受聲音信號(hào)，并且能將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)向像下一個(gè)電路中傳遞。但是這個(gè)聲控電路中的信號(hào)需要適中，既不能強(qiáng)也不能弱，過強(qiáng)或者過弱都會(huì)不能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能。光控電路基本原理得益于第三次科技革命，光能被重新得到了利用，我們在今天開始在社會(huì)中廣泛的使用光能，其中典型的就有太陽能電池、太陽能熱水器等，太陽能也成為人民節(jié)能環(huán)保議論的主要話題，其應(yīng)用也十分的廣泛，大到天上飛行的衛(wèi)星，小到街道路燈都有太陽能技術(shù)的應(yīng)用。光能的大范圍的應(yīng)用要?dú)w結(jié)于半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展進(jìn)步，尤其是在發(fā)電、取暖方面技術(shù)優(yōu)勢尤為明顯，在光控電路中間，其不像聲控電路那樣的復(fù)雜，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，計(jì)光控制電路設(shè)計(jì)中面臨的問題已經(jīng)從光信號(hào)如何轉(zhuǎn)化為電信號(hào)轉(zhuǎn)變成為怎樣在電路中加大點(diǎn)信號(hào)的強(qiáng)度這一問題了。延時(shí)電路基本原理自從電子計(jì)數(shù)器出現(xiàn)之后，各種功能齊全完美的定時(shí)器層出不窮。正是電子計(jì)數(shù)器的不斷發(fā)展才使得電子技術(shù)的發(fā)展上到了一個(gè)新的臺(tái)階上。在我們的生活中是十分常見的，例如紅綠燈、公園里的娃娃車都是其最為典型的應(yīng)用范圍。雖然我們可以花較少的錢買到一個(gè)不錯(cuò)的定時(shí)器，但是如果我們要親手做一個(gè)出來就是十分不容易的一件事，它不僅是一個(gè)簡單的元器件，更重要的是其功能的實(shí)現(xiàn)集成了很多的技術(shù)在其中。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)。3聲光雙控走廊燈開關(guān)電路的原理分析3.1電路分析電路原理如圖3所示，二極管vd4、cd7組成的橋式整流電路。電阻r10、電容c4組成壓降、濾波電路。單行晶閘管vs式照明燈HL的無觸點(diǎn)開關(guān)。vs導(dǎo)通，HL點(diǎn)亮：反之。當(dāng)外界有聲音發(fā)出時(shí)其聲波被壓電陶瓷片BC轉(zhuǎn)換為電信號(hào)再經(jīng)電容c1耦合使得二極管vd3獲得正向電壓而導(dǎo)通。并給電容c3充電，從而單向晶閘管VS獲得高電位導(dǎo)通，HL點(diǎn)亮。同時(shí)三極管VT導(dǎo)通。無聲時(shí)則二極管vd3截止，此時(shí)電容c3向R8放電持續(xù)照明。3.2整流、降壓、濾波電路3.2.1橋式整流電路橋式整流電路是一種將交流電壓變換為單向脈動(dòng)的直流電壓，圖2橋式電路圖圖中是用四個(gè)二極管組成的橋式電路圖。其工作原理為：e2為正半周時(shí)，對d1、d3和方向電壓，d1、d3導(dǎo)通：對d2、d4加反向電壓，d2、d4截止。電路中構(gòu)成e2、d1、Rfz、d3通電回路，在Rfz上形成上正下負(fù)的半波整流電壓，e2為負(fù)半周時(shí)構(gòu)成e2、d2、Rfz、d4通電回路同樣在Rfz上得到上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。3.2.2濾波電路濾波電路是一種能使有頻率信號(hào)通過，同時(shí)抑制無用頻率成分的電路，R10,C4組成降壓濾波電路，經(jīng)C4的濾波率去交流成分，電阻R10分到一部分電壓起到降壓成分的作用。4結(jié)論這是通過聲音和光線來控制電路從而實(shí)現(xiàn)對照明燈的控制，有著較大的適用范圍，可以使用在樓梯、過道等地方。在白天光線條件好的的時(shí)候，無論行人發(fā)出多大的聲音，都不會(huì)良，在光照條件較差的情況下，電路中的拾音期只要檢測到了聲樂，就會(huì)接通電路照明，過一段時(shí)間后自動(dòng)的熄滅，省電。這次的聲光控制電路的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)將我在課本上學(xué)習(xí)到的知識(shí)運(yùn)用到了實(shí)踐中來，將學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行了深化，讓我對電路設(shè)計(jì)和模擬電子設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)知，使得我對我的專業(yè)有了更加深入的了解。通過這一理論和實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)，鍛煉了我們的動(dòng)手能力，讓我可以將自己的想法實(shí)踐出來。在老師和同學(xué)的幫助下，我也對專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐有了更加深入的了解，對電子元器件有了更深入的認(rèn)識(shí)，光敏效應(yīng)還有一些特殊芯片的功能，讓我進(jìn)一步的鞏固了學(xué)習(xí)到的知識(shí)，加深了對數(shù)字電路、模擬電路的理解，使得我對電路設(shè)計(jì)、元器件有了更新的認(rèn)知，讓我對我的專業(yè)有了更加深刻的認(rèn)知。參考文獻(xiàn)[1]惠王偉,錢鈞,牛紫平,王槿,于健,陳平,姚江宏,孔勇發(fā).基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)題B:濾波電路的研究[J].物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