声光控延时开关课程设计报告

青岛农业大学 理学与信息科学学院 传感器原理及应用传感器原理及应用 课程设计报告课程设计报告 设 计 题 目声光控延时开关课程设计 学生专业班级电子信息工程 学生姓名（学号）梁化豪（20112755） 指 导 教 师车晓岩 完 成 时 间 2014/9/22 实 习（设计）地点理信学院硬件实验室 2014年 9 月 23 日 一、课程设计目的和任务一、课程设计目的和任务 课程目的： 1．根据课程要求设计一个声光控延时节能开关，在光线较亮时，节电开 关呈关闭状态，灯不亮；只有在黑暗的情况下，发出声音时，灯会自 动点亮，并有一定的延时功能，以达到实用节能的目的。 2．要求电路能够通过光亮强度的感应以及声音强度的大小控制照明灯的 亮灭。 课程任务： 1．根据要求选择设计方案，写出详细的设计过程。 2．学习掌握焊接技术以及电路元件的装配。熟悉手工焊锡的常用工具的 使用及其维护与修理。 二、分析与设计二、分析与设计 1. 1.设计任务分析设计任务分析：主要电路由整流稳压电路构成，可控硅开关选用 PCR406，话筒放大电路，光敏控制电路，音频放大电路，检波电路，延时电 路构成。声光控延时开关利用声音和光来控制开关的开启，若干分钟后延时 开关“自动关闭“。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。通过话筒将将声音信号转化为电信号控制电路开关。 2.2.实验原理及原理图实验原理及原理图： 色环电阻的识别： 颜色黑 有效 数字 10的 0 0 棕 1 1 红 2 2 橙 3 3 黄 4 4 绿 5 5 蓝 6 6 紫 7 7 灰 8 8 白 9 9 金 -1 银本色 -2 次方 允许 误差 ± 0.5 ± 0.2 ± 0.1 ±1±2±5±10±20 可控开关 PCR406：起开关作用，A、K 两极并联在整流电路的输出端，作 为负载，G 极受控制电路的控制，当 G 得到一个高电压时可控硅导通，灯亮； 高电压消失可控硅断开，灯灭。 整流稳压电路：由桥式整流电路，9.1v 二极管稳压电路和滤波电容 c1构 成。R1为分压电阻，VS 稳压二极管输出9.1V 稳定直流电压，为后级电路提供 工作电源。 话筒放大电路： 由 R2、 MIC 组成拾音电路， 经 C2耦合到 Vt1组成放大电路， C3是输出耦合电容。R3、R4为 Vt1的偏置电阻。电路中可以改变电路中R2的阻 值大小和 C2的容量大小，去调节声控的灵敏度。 光敏控制电路：音频输出电压通过 C3、R5耦合送到音频放大电路，用光 敏电阻 R10接地。光敏电阻有光照电阻非常小，音频信号被光敏电阻短路无法 继续传送白天灯不亮。 晚上无光照阻值很高相当于开路音频信号不受影响继续 传递。 音频放大电路： 音频信号较小无法满足检波的要求采用两个三极管组成多 级放大电路 检波电路：音频信号是交流信号，不能控制可控硅，需转化为直流信号由 1N4148组成，由于两级音频放大电路输出信号大，使 VD5导通输出音频信号的 正半周期对延时电容充电 延时电路：由 C4、R8、VT4、R9组成，检波二极管 VD5取得音频信号正半 周期，对 C4充电，C4充电后得到的直流电压，就是控制电压。要放电必须经 过 C4、R8、VT4和可控硅，放射完的时间就是延时时间。 检波后的音频信号经过延时电路后控制可控硅若导通则整流负载导通， 灯 亮；若断开则负载断开灯灭。可控硅控制灯泡的亮灭，可控硅受话筒的音频信 号和光敏电阻的控制，实现声光控，灯亮的时间由延时电路的时间决定。 3.3.原器件清单原器件清单 元件型号 IN4007 IN4148 9.1V 稳压管 16V/47uF 50V/1uF 光敏电阻 话筒 导线 100cm 印制板 数量 4 1 1 1 3 1 1 2 1 元件型号 9015 9014 PCR406 电阻 13K 47K 510K 100K 1M 2M 数量 1 3 1 2 1 1 3 1 1 2.5 公厘自攻螺丝1 三、实验步骤 1、 准备好全套元件后，识别不同的电阻大小将相应的电阻放到对应的位置， 对应个个元器件进行检查焊接时注意焊接的顺序，最后焊接话筒和光敏二极管， 在焊接开始时注意印刷版的清洁， 焊接时焊点要饱满， 注意避免出现虚焊和假焊， 造成接触不良，邻近的焊点注意不能连接在一起出现短路的情况发生危险。 2、焊接时先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧 贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可 控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确， 否则电路不能正常工作甚至烧毁 元器件。 3、焊接结束后检查焊点的情况有没有出现漏焊，元器件有没有装错然后 再接通电源。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意 安全。 通电后将光敏二极管遮住，发出声音灯亮，过一会灯灭。等有光照的时候， 发出声音灯仍然不亮。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。 排除相应的错误后重试过程中注意断电。 4实物图 四、总结与心得体会四、总结与心得体会 在本设计中了解到了声光控路灯控制器的组成、性能，在设计的过程中 了解到了整流稳压电路，可控硅开关的使用，学会利用光敏二极管设计光敏 控制电路， 利用多级放大对信号进行放大，并且设计了相应的检波电路以及 延时电路这对以后的电路设计都有一定的作用。并且这次课程设计让我也了 解到了一些新的元器件例如可控硅经过了解发现可控硅整流器件是一种非常 重要的功率器件，可用来做高电压和大电流的控制。可控硅器件主要用在开 关方面，使器件从关闭或是阻断的状态转换为开启或是导通的状态，反之亦 然。可控硅器件与双极型晶体管有密切的关系，二者的传导过程皆牵涉到电 子和空穴，但可控硅的开关机制和双极晶体管是不同的，且因为器件结构不 同，可控硅器件有较宽广范围的电流、电压控制能力。这些都是课本上涉及 较少的。 不光是在知识方面，通过设计我们自己亲自动手焊接，尽管自己焊接的 并不熟练经常出现一定的小问题但是正是这种小问题我们才能从中得到提 高。并且掌握了一定的焊接技巧，以及焊接元器件时应当注意的一些问题这 些都是我们没有办法从书本上学到的。 经过这次传感器课程设计我感觉学到了很多，这次设计从理论到模拟实 践，在这个过程中我们巩固了课本上的知识，并且将知识加以应用，确实是 一次很好的应用机会。只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识 与实践相结合起来，从理论中得出结论，只有这样从而提高自己的实际动手 能力和独立思考的能力。 在设计过程中，通过查阅资料，阅读文献，我学到了很多切实有用的分析 方法和技巧，这对于我以后的学习有很大的帮助。光注重知识的学习是不够的， 我们应当将书本上的知识拿到现实中来这样才能使我们有更好的提高。 五、参考书目 吴建平.《传感器原理及应用》. 机械工业出版社 童诗白 华成英.《模拟电子技术基础》.高等教育出版社 课程设计成绩评定表课程设计成绩评定表 学生姓名 郭铭 专业班级电子信息工程 1101 班 设计题目 声光控延时开关课程设计 指导教师评语及意见： 指导教师评阅成绩：指导教师签字： 年月日