声光双控节能电子开关

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1、摘要：　　声光双控节能电子开关是一种内无接触点，在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。广泛用于楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房、庭院等场所，是现代极理想的新颖绿色照明开关，并延长灯泡使用寿命。由于本装置采用集成电路技术，故具有电路灵敏度高、制作方便、性能可靠、成本低和耗电省等优点。关键字：声光双控节能集成电路目录1任务要求分析11.1设计目的11.2设计内容11.3对课题的分析11.3.1声光控制的概念11.3.2声光控制开关的控制

2、方法11.3.3声光控制开关的发展前景22设计原理分析32.1设计总体原理分析32.2声控电路原理32.3光控电路原理42.4整流电路的原理52.5降压滤波电路的原理62.6CD4011芯片资料72.6.1CD4011内部结构框图:72.6.2CD4011功能及真值表:73双控开关电路图及其工作原理93.1电路原理图93.2声光双控开关运行原理93.3夜晚工作模式仿真104心得体会115参考文献12附录13声光双控节能电子开关设计1任务要求分析1.1设计目的1.综合应用电子电路、模拟电子技术及数字电子技术、

3、单片机原理及应用等本专业基础课程，针对特定对象进行综合设计；2．掌握本专业设计电子电路专用软件PROTEL，熟悉从原理图设计到PCB设计，到最终电路板焊接制作的整个设计流程；3.掌握单片机编程语言，基于硬件系统设计应用软件。(若选择单片机实现整个系统，则需要掌握汇编或C语言程序设计)1.2设计内容该电子开关白天不导通；晚上，一有声响便自动导通，且声音消除后仍能导通一段时间。保持导通的时间可在1-3min(分钟)内持续导通。该电子开关结合节能灯适用于人们活动时能发出声响的场合，保证人们在光亮条件下活动，人走或

4、休息后灯即熄灭。1.3对课题的分析1.3.1声光控制的概念　声光控制指通过利用声音以及光线的变化来控制电路实现特定功能的一种电子学控制方法。声光控制延时开关主要由声控开关、光控开关、整流电路、延时电路、滤波电路几部分组成。1.3.2声光控制开关的控制方法白天或光线较强时，电路为断开状态，灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关进入预备工作状态，此时，当来人有脚步声、说话声、拍手声等声源时，开关自动打开，灯亮，并且触发自动延时电路，延时一段时间后自动熄灭，从而实现了“人来灯亮，人去灯熄”，杜绝了长明灯，免去了在

5、黑暗中寻找开关的麻烦，尤其是上下楼道带来不便。1.3.3声光控制开关的发展前景随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关．目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控制延时开关将是首选的主流产品。

6、但在家庭走廊、宾馆等场所，声光控延时开关并不是很适用。2设计原理分析2.1设计总体原理分析声光控制延时开关主要由声控开关、光控开关、整流电路、延时电路、滤波电路几部分组成。声控是通过柱极体话筒采集声音，并产生脉冲信号。光控电路则是由光敏电阻控制，光敏电阻在有光和无光状态下电阻阻值差距很大，能产生高低电平及通过逻辑器件控制电路。延时电路则是由电阻和电容组成的充放电电路组成，通过电容的充放电来实现的。本设计的原理框图如图2-1所示。本设计主要由桥式整流电路、降压滤波电路、声音信号输入电路、光信号输入电路、延时控

7、制电路以及负载电路6部分组成。声音信号控制门延时电路电子开关光信号照明灯图2-1声光双控开关原理框图2.2声控电路原理因为声音是个模拟量且非电信号无法在数字电路中使用，所以我们在设计声控电路时就面临怎样把模拟量转化为数字量，把声音信号转化为电信号的问题。要解决这个问题，我们可以设计一个接收设备专门用来接听声音信号并将声音信号转化为电信号传送到下一级电路。声控电路包括电源部分，谐振放大部分及触发器，电源部分通过电容降压、整流及稳压提供声控电路所需的直流电压，谐振放大部分包括多极三极管放大，话筒接在第一级放大三

8、极管的基极上并由电容耦合，一个由电感和电容构成的振荡电路接在末级放大三极管的基极上，放大后的信号影响触发器的翻转，并最终控制可控硅的控制极的电位。其工作原理图如下图2-2所示。由驻极话筒MIC、电阻R1、R2、R3、电容C1和三极管组成。当没有声音时，三极管工作在饱和状态，CD4011的下脚为低电平；当有声音时，声音信号经话筒MIC转换为电信号后经C1耦合至三极管放大，三极管由饱和进入放大状态，其集电极由低电平转