单片机原理大作业声控灯电路设计

水塔单⽚机原理⼤作业声控灯电路设计
1.选题意义:
⽤声光控延时开关代替住宅⼩区的楼道上的开关,只有在天⿊以后,当有⼈⾛过楼梯通道,发出脚步声或其它声⾳时,楼道灯会⾃动点亮,提供照明,当⼈们进⼊家门或⾛出公寓,楼道灯延时⼏分钟后会⾃动熄灭。在⽩天,即使有声⾳,楼道灯也不会亮,可以达到节能的⽬的。声光控延时开关不仅适⽤于住宅区的楼道,⽽且也适⽤于⼯⼚、办公楼、教学楼等公共场所,它具有体积⼩、外形美观、制作容易、⼯作可靠等优点。
2.⽅案:
电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采⽤基本数字逻辑单元进⾏设计。
直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电,供后续电路⼯作。
控制电路由四与⾮门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。由CD4011的选定的输出端控制晶闸管的关闭,从⽽控制整个灯的关灭。光敏电阻在⽩天时,电阻值⼩, CD40011输出永远为低电平,晶闸管为低电压,不导通,灯不亮。光敏电阻在夜晚时
阻值⼤,光敏电阻与声⾳信号的有⽆⼀起控制CD4011的输出。夜晚当有声⾳时,声⾳信号经过放⼤,与光敏电阻控制的CD40011输出为⾼电平,晶闸管导通,灯亮。⽆声⾳信号时,不亮。
延时电路有电容C和电阻R的冲放电⾥控制。喷胶
拉配3.电路设计及理论分析
1、原理框图
图1 声控灯原理框图
图2 声控电路原理图
2.单元电路设计及分析
电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。
2.1 直流供电电路
直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电,供后续电路⼯作。感温元件
2.2 控制电路
控制电路由四与⾮门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。
⽩天,由于光敏电阻R5阻值低,其两端电压低,CD4011的⼀脚为低电平,3脚即变成⾼电平,导致11脚为低电平,即单向可控硅控制极G为低电平,单向可控硅截⽌,灯泡不亮。
夜晚,由于光敏电阻没有受到阳光照射,其阻值很⾼,两端电压较⾼,即1脚变成⾼电平,此时3脚的状态受2脚控制,若2脚为⾼电平,则3脚为低电平,若
2脚为低电平,则3脚位⾼电平。
当驻极体接收到声⾳信号后,经C1的滤波作⽤,被三极管Q1放⼤,当被放⼤的信号达到峰值时,此时2脚即便为⾼电平,3脚变为低电平,11脚⾼电平,单向可控硅控制极变成⾼电平,单向可控硅导通,灯泡点亮。
当驻极体没有接收到声⾳信号时,2脚为低电平,灯泡不亮,⼯作原理类同⽩天情况。
2. 3 延时电路
合闸脱扣器由C3、R7组成,通过C3的充放电来维持灯泡的点亮状态,延时的时间由C3的容量及R7的阻值来决定。
3、整个电路的⼯作原理分析
图5 电路的⼯作原理详细框图
声光控延时开关的电路原理图见图2所⽰。电路中的主要元器件是使⽤了
电厂脱硫滤布数字集成电路CD4011,其内部含有4个独⽴的与⾮门VD1~CD4,使电路结构简单,⼯作可靠性⾼。顾名思义,声光控延时开关就是⽤声⾳来控制开关的“开启",若⼲分钟后延时开关“⾃动关闭"。因此,整个电路的功能就是将声⾳信号处理后,变为电⼦开关的开动作。明确了电路的信号流程⽅向后,即可依据主要元器件将电路划分为若⼲个单元,由此可画出图5电路的⼯作原理详细框图来分析图2。
声⾳信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接收并转换成电信号,经C1耦合到9014的基极进⾏电压放⼤,放⼤的信号送到与⾮门(VD1)的2脚,R3、R6是9014的偏置电阻,C2是电源滤波电容。为了使声光控开关在⽩天开关断开,即灯不亮,由光敏电阻R5等元件组成光控电路,R4和R5组成串联分压电路,⽩天光敏电阻两端的电压低,不管有没有声⾳信号传来,CD4011的3号端⼝始终为低电平,整个CD4011输出端11号端⼝为低电平,晶体闸始终处于断开状态,灯不亮。夜晚环境⽆光时,光敏电阻的阻值很⼤,R5两端的电压⾼,即CD401,改变R7或C3的值,可改变延时时间,满⾜不同⽬的。VD3和VD4构成两级整形电路,将⽅波信号进⾏整形。当C3充电到⼀定电平时,信号经与⾮门VD3、VD4后输出为⾼电平,使单向可控硅导通,电⼦开关闭合;C3充满电后只向R7放电,当放电到⼀定电平时,经与⾮门VD3、VD4输出为低电平,使单向可控硅截⽌,电⼦开关断开,完成⼀次完整的电⼦开关由开到关的过程。
⼆极管D1~D4将交流220v进⾏桥式整流,变成脉动直流电,⼜经R3降压,C2滤波后即为电路的直流电源,为BM、9014、IC CD4011等供电。

本文发布于:2024-09-22 01:50:13,感谢您对本站的认可!

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