楼道声光控灯及开关课程设计

课程设计课程设计 楼道声光控制灯声光控制灯 系别电子工程系系别电子工程系 班级电信班级电信 13-213-2 组员杨芹组员杨芹 周超周超 周正霖周正霖 黄永杰黄永杰 格绒次里格绒次里 唐兢杰唐兢杰 湛清华湛清华 指导老师蒋雪琴指导老师蒋雪琴 目目录录 摘要摘要33 引言.引言.. .44 第第 1 1 章章设计流程设计流程 55 第第 2 2 章章电源模块电源模块 77 电源电路的设计 .7 电源电路的工作原理及相关参数的分析.7 电源电路的其他设计.9 第第 3 3 章章信号收集模块信号收集模块99 光信号收集电路.11 光信号电路的设计11 3.1.2光信号电路的工作原理相关参数的分析.11 3.1.3 光信号电路相关参数的分析..1 12 声音信号收集电路..1 12 第第 4 4 章章信号处理模块信号处理模块.14.14 芯片 TC4081BP 的介绍1414 芯片 TC4081BP 的工作原理1414. 第第 5 5 章章延时模块延时模块.16.16 延时电路的设计.1616 延时电路的工作原理.1616 RC 电路的放电过程.1717 RC 电路的时间常数1717 延时时间的可优 性1818 第第 6 6 章章被控制模块被控制模块.19.19 化 被控制电路的设计..1919 被控制电路相关参数的分析2020 6.2.16.2.1 相关元件介绍2020 总结总结.24.24 参考文献参考文献.25.25 摘要摘要 声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道， 而且也适用于工厂、办公室、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，而且降低能耗， 节约能源， 注重环保是当今世界的主潮流。 此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。 它是公共场所 照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。 本次课程设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。 本电路仅使用一只 CMOS 门电路 TC4081BP、一个CRZ2-113F 型小型驻极体式电容话筒、一个 CdS 型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。它不 需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。当灯被打开后，延时电路延时约25s 后将灯自动关闭。该电路还具有自动光控作用， 在白天由光敏电阻器控制着电路。 即使受到 声音信号的触发，开关也不会打开。 在此电路的设计中，要注意三点，第一是要合理设计三极管的静态工作点， 使之处于饱 和或截止两状态；第二要调节好电位器，从而使声控开关和光敏电阻具有良好的灵敏度； 第 三要合理设定延时 RC，实际和理论延时时间总会有差距的。 关键词关键词 声光双控 延时节电开光 引言引言 近年来， 城市居民住宅越来越趋向高层化。 高层建筑的一个不可忽略的问题是楼道等公 用部分的照明问题。楼道照明灯如果能做到随手关灯， 将是一个极大的能源消耗， 以一栋六 单元十二层楼房为例每层安装一只15 瓦的灯泡，就是72 只灯泡，每小时耗电度。如果这 些灯彻夜通明，一晚耗电 10 多度，一年就是 4000 多度。一般住户在开灯后往往忘了或不愿 意再费事去专门关灯。 感应式楼道照明开关是解决这个问题的一种简单方法。 它可以在开灯 后一定时间内自动熄灭。在白天，即使有人走过，楼道等也不会亮，可以达到节能的目的。 声光双控延时开关体积小，外形美光，制作容易，且节能环保，是当今世界的主潮流。由于 近年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。 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， 而是劳动 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。 所以我们小组设计一个声光双控延时开关来解决此浪费问题。 夜晚， 行人经过楼道出入 口时，照明灯点亮 25s 后熄灭；白天，照明灯自动停止工作。 第第 1 1 章章 设计流程设计流程 此设计是为了实现声控光控延时开关的功能。在白天时无论是否有声音， 灯都不能被点亮，即白天时不需要光照，在夜晚当有声音产生时，灯被点亮， 且在声音消失后，灯能够维持一段时间亮度，即在夜晚有人经过的时候，灯被 点亮，并有足够的时间让人通过。 所设计的电路分为五个模块电源模块，信号收集模块，信号处理模块， 延时模块和被控制模块。模块图如 1-2电源模块为整个电路提供稳定的直流 电源，使驱动三极管，芯片 TC4081BP 和灯。信号收集模块分为声音信号收集模 块和光信号收集模块。声音信号收集模块将声音信号转变为音频电信号从而能 够输入电路，起到控制开关的作用。光信号收集模块将光强度的改变转变为电 压的改变，与声音信号一起控制芯片的输入。信号处理模块即是芯片TC4081BP 对声音，光信号导致的电信号的改变进行处理，从而驱动被控制电路，并作用 于延时模块。延时模块是在信号处理模块的作用下工作，起到延时的作用。被 控制模块在信号处理模块及延时模块的共同作用下工作，达到设计目的。 检音 BM 放大 VT 感光