| | | 电子信息工程学院 电子技术综合实验室 |
| 课程设计报告 | |
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| 题 目： | | |
| 指导教师： | xxx | |
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| | 年 级： | 功率变送器原理2008 | |
| | 3d打印玻纤 专 业： | 光信息科学与技术 | |
| 液氨化工厂制备 | 学 号： | xxx | |
| | 学生姓名： | xxx | |
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| | | | 2010 | 年 11 | | 月 | 11111 | 日 | |
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1、 功能与技术指标：
实现一个由声音和环境亮度共同控制的开关，其功能是在白天，电路总是关断。在黑暗条件下，电路处于等待工作状态，当有声音出现时（或有人经过），可控硅导通，驱动灯泡发光，并开始进入延时状态，一段时间后可控硅自动关断，灯泡熄灭，节电环保。 系统直接接入市电。平均延时时间1~2分钟。
2、原理框图：
光敏电路
感应电路对信号进行采集后将信号传至控制与延时电路，进而控制可控硅通断，实现课题所要求的功能与指标。 原理框图
设计思想：白天或晚上光线较亮时，光控部分将开关断开，声控部分起不了作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路能否接通就看声音信号强度。当声音强度达到一定程度是，电路自动接通，白炽灯点亮，并开始延时，延时时间到开关自动关闭，等下一次声音信号触发。
元件选择：MIC用驻极体话筒，RG用一般光敏电阻即可，YFA-YFD用一片低工耗COMS四与非门电路TC4011，T1用9014低频管，放大倍数越大灵敏度越高，D1用IN4148，D2是7.5v的稳压管，C2、C3用电解电容、SCR可选用MCR100-6A的单向可控硅，电阻均为1/8w炭膜电阻，阻值按图。D3-D7机床顶针用IN4007，反向漏电必须小。电灯的功率60W。
3、 电路图
工作原理：电路如下图，220V市电通过灯丝、D3-D7、降压整流后，经过R7限流、D2、C3稳压滤波为电路提供稳定的工作电压。R4、RG组成分压电路，白天由于光照RG阻值变小，YFA1脚电位被拉低，由与非门的逻辑关系可知此时YFA3脚输出为高电平，经过YFA2反相变为低电平，D1截止后级电路不动作。晚上光线暗RG阻值变大，YFA1脚电位升高， 如果此时有声音被MIC接收，经C1耦合T1放大，在R3上形成音频电压，此电压如高于1/2电源电压，则YF13脚输出低电平，经YFB反相，4脚输出的高电平经D1向C2瞬间充电，使YFC输入端接近电源电压，10脚输出低电平，由YFD反相缓冲后经R6触发可控硅导通，电灯正常点亮。（此时则由C2向电路供电）如此后无声被MIC接收，则YFA输出恢复为高电平，C2通过R5缓慢放电，当C2电压下降到低于1/2电源电压时（按图中参数约一分钟）YFC反转、YFD反转，可控硅（SCR）截止电灯关闭，等待下次触发。
4、方案设计与安装调试
1、设计方案与方案比较
方案一
原理方框图如图1所示：
方案一声光控原理方框图
方案一电路原理图如下图表所示,电路用驻极体采集声音信号并用运放LM324对采集到得信号进行放大处理再输入到与非门，采用光敏电阻（R5代替）采集光信号转换为电平信号并经过运放LM324进行发大输入到与非门进行逻辑处理。延时功能通过555单谐震荡实现。
方案二
方案二电路原理图
使用了数字集成电路TC4011，其内部含有4个独立的与非门VD 1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高,价格便宜。
方案一和方案二原理基本相同但是考虑到电路的复杂性和器件的价格以及两个电路延时的效果所以此次采用的是方案二进行设计。
2、 单元电路设计
1）声音放大电路：当MIC获取到声音信号后，其会转换成电信号，由声信号转换成的电信号控制电子开关，所以必须加三极管放大器放大该信号。为了获得较高的灵敏度，Q1的β值选用大于100。声信号选用灵敏度高的。R3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡。
图一)声音放大电路
2）光敏电路：当环境有一定亮度时，LR阻值很小，所以1处于低电位，不论2是什么电位，YFA的输出总是高电位，二极管IN4148因为电压反偏而截止， C2和R4下端始终处于高电位，也就是使3湿电除雾器、4的四个并联输入端都处于高电位，它们的输出端处于低电位，所以电路在有光亮环境下不论出现多大强度音响灯都不会发光。
图二）光敏电路
3）开关电路：当电压信号达到一定值时，电子开关打开。当电压信号小于此值时，电子开关关闭。其起到的主要作用是控制延时电路中的电容充放电。声音信号变成直流控制电压,光控电路在有光照射时，光控电路阻值变小，对直流控制电压衰减很大。
4）延时电路：由于需要的灯泡持续时间并不是很长，大概几十秒左右，所以用一个电容控制开关的状态即可。当夜晚无光时，电子开关打开时，C2连通，即开始充电。当电子开关关闭后，C2开始放电。当C2电压下降到低于1/2电源电压时（大约一分钟）YFC，YFD反转，可控硅截止电灯关闭，等待下次触发。
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