声光控楼道延时灯控制电路的设计与制作

学号20100602050131密级公开####本科毕业论文声光控楼道延时灯控制电路的设计与制作学院名称：#####专业名称：电子信息####学生姓名：####指导教师：###副教授二零一四年五月######DesignandManufactureofSoundandLightControlledDelayControlCircuitoftheCorridorLampCollege：#####Subject：####Name：####Directedby：####May2014郑重声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。本人签名：日期：摘要本设计主要通过音频放大电路、电平比较电路、延时开启电路、触发控制电路、恒压源电源电路和晶闸管主回路组成控制电路，运用学过的模拟电路、数字电路等知识设计出实用的电路，并进行理论分析画出原理模拟图，然后利用仿真软件对电路的功能进行仿真测试，再设计出符合实际的印制电路板，最后对元器件进行选择、检测，通过焊接和技术检测制作出符合设计原理和要求的电路实物。关键词：声光控；延时；控制电路；仿真ABSTRACTThisdesignmainlythroughtheaudioamplificationcircuit,alevelcomparatorcircuit,opencircuitdelay,thetriggercontrolcircuit,theconstantvoltagepowersupplycircuitandthemaincircuitcomposedofathyristorcontrolcircuit.Usingthelearnedknowledgeofanalogcircuitryanddigitalcircuitrydesignsofpracticalcircuitanddrawtheprincipleofthesimulationdiagrambytheoreticalanalysis.Thenusingthefunctionsofthecircuitsimulationsoftwareprocessesprsimulationtestfortheobjectoffunctionsofthecircuitt,andthendesignstheprintedcircuitboardmatchingtheactualuse.Last,afterthecomponents’sselectionandtest,thecircuitphysicalobjectswhichmeettherequirementsofthedesignprinciplewillbeproducedbythemeansofweldingandtechnicaltest.Keywords:Sundandlightcontrol;Dlay;Ntrolcircuit;Mulation目录第1章引言..............................................11.1课题研究的相关背景..........................................11.2课题研究的内容..............................................21.3课题研究的目的和意义........................................3第2章声光控楼道延时灯控制电路的结构和原理...............52.1声光控楼道延时灯控制电路的结构和功能.........................52.1.1声光控楼道延时灯控制电路的结构....................................52.1.2控制电路的功能....................................................52.2控制电路的工作原理...........................................6第3章声光控楼道延时灯控制电路的设计.....................83.1声光控部分电路的设计.........................................83.2延时开启和触发控制电路的设计................................103.3恒压源电源电路和整流电路的设计...............................11第4章控制电路的编辑与仿真测试..............................134.1原理图的编辑和绘制..........................................134.2电路仿真与分析测试..........................................14第5章电路板的制作与安装................................165.1印制电路板的制作............................................165.2元器件插装、焊接............................................185.3焊接安装的方法和步骤........................................20结论....................................................22参考文献..................................................23致谢....................................................241第1章引言1.1课题研究的相关背景在地球资源日渐衰竭的今日，环保、节能是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，在照明灯的控制和使用的研发上，更是趋向环保、节能的特性上著眼。因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的照明电路对居家照明节能具有十分重要的意义。由此声光控楼道灯的诸多优点在未来有可能取代传统的照明设备。声光控楼道延时控制灯具有耗电量小、发热量低、寿命长、抗震、抗压、体积小、环保、控制方便、反应速度快等众多优点，因此十分被灯饰业者看好。声光控开关使灯泡大部分时间不工作，节电效率高，并且不用接触，是全自动智能控制，是公共场所照明的理想选择。再者，随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也在逐步更新，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，红外感应开关的性能较为理想，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，可以预计在相当长一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品[1]。因此，人们认为这是跨世纪的值得关注的电子革命大事，它既是科技专家争先抢占的高新技术领域的制高点，又是企业家获得巨大利润的战场。声光控延时控制电路照明在各个领域的新系统设计、研究等方面显示出了强有力的推广和应用前景。由于近年来我国的照明器材行业的迅速崛起，中国已经成为电光源产品的主要输出国之一。照明器材行业属一般性竞争行业，是我国轻工业对外开放较早的行业之一。WTO后，国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域，使得国内竞争国际化。努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器材行业结构调整的重点。我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器2产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中国具备生产这些产品的条件，二是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成为照明电器产品出口大国。展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以下强力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。基础设施建设方面：机场、铁路、港口、城市轨道交通等讯速发展，每一项工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛光照明，已从大城市发展到中小城市。根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。进一步提高照明产品的质量和档次进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。新的建筑照明标准已完成制订工作，即将批准执行，新标准基本与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要生产企业适应新标准的要求，为各类照明场所提供相应的产品。从国际市场分析，虽然我们的出口逐年大幅度增长，但我国大部分产品在国际市场仍属中低档水平，去过法兰克福的人都有体会，我们的产品与国际先进水平相比还存在较大差距。另外，如果大量劣质低价产品出口，还会遭遇反倾销诉讼，从而影响全行业出口，因此我们仍要大声疾呼，质量是企业的生命。我国目前已成为世界照明电器产品生产大国，我们的目标是要成为照明电器产品生产强国，我们与发达国家在照明电器产品的质量、档次、生产工艺、设备、材料以及新产品开发能力等方面均存在明显差距。看到我们取得成绩的同时，也能清醒地认识我们存在的差距，才能不断地进步。让我们全行业共同努力，为照明电器行业的健康发展做出更大的贡献。1.2课题研究的内容本课题研究的是声光控楼道延时灯控制电路的设计与制作。通过模拟电子技术的学习提出了一种基于晶体三极管工作状态的系统设计方法，结合光敏电阻随着外部环境的阻值改变的特性，并结合数字电子技术的优点，引入拾音器将声控功能加入其中，同时实现声控和光控，包括软件设计、软件仿真，以及测试和实验结果。声光控楼道延时灯控制电路是利用声和光控制电路的新型智能开关，它避免了繁琐的人工开灯，同时具有自动延时熄灭的功能，在白天或者夜晚光线较亮或3者夜晚线较暗但无声音时，由于光敏电阻的作用，门电路被封锁，电子开关断开，声音不能触发延时电路工作，灯泡不发光。只有在夜晚光线较暗并且声音达到一定强度的某个瞬间，门电路发生短时翻转，电子开关闭合灯亮，先对定时电容充电或放电(两种工作类型)，再利用大电阻对定时电容缓慢地放电或充电，以达到延时目的。短暂的声音信号消失后，灯继续点亮一段时间后，电子开关恢复断开状态，灯灭，如果在使时想继续延长延时时间，可以在灯泡发光时再击一下掌(发声)即可。在本课题的研究中最主要的内容是控制电路的设计、仿真与印制电路板的制作。首先是基于电子线路的设计与仿真，整个电路主要由声控部分、光控部分、电平比较、触发控制、恒压源电源部分和晶闸管主回路几部分组成。为了实现声控功能，要设计话筒放大电路，话筒得到小音频信号，然后通过三极管的作用得到放大音频信号。光控部分利用光敏电阻来实现，光线较强（白天）时，光敏电阻很小相当于被短路，灯不亮，晚上或者光线较暗时，光敏电阻的阻值很大，相当于开路，音频信号不受影响，灯受声音控制。恒压源电源即整流稳压电路由桥式整流电路构成。触发控制部分是由可控硅开关控制灯的亮灭。延时电路通过对电容的充电和放电去控制可控硅开关达到延时作用。在课题设计的过程中，主要利用电子线路仿真软件Multisim对电路进行编辑和仿真，对元器件参数的设置进行反复调试，达到预期的仿真结果并实现本设计的功能。基