声光控开关设计与制作

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,声光控节电开关的设计与制作,指导教师：郝延春,班级啊：信号3093,组别：第六组,声光控节电开关设计与制作,指导教师：郝延春,小组：第六组,设计题目,声光控节电开关,工期要求,整个项目在16学时内完成。,项目目录,设计任务及要求,基本元器件的识别、测试及选用,基本原理与分析,设计过程及运算,安装与调试,心得体会,参考文献,设计任务,设计制作 设计一声、光控开关，满足：在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态。光不亮：夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、掌声等都能打开节电开关。延时一段时间后开关自动关闭。下一次有触发时再次打开开关。该开关适用与楼道、厕所、洗刷间、走廊等公共场所。,设计要求,要求灵敏度高，感应距离为3米。,延时1-65S（可调）后开关能自动断开，灯灭。,灯泡有220V市电供电。也可接100W以下的其他电气设备。,节电开关自身消耗小于0.5W。,给定条件,给出电路图、要求安装设计实用产品、声控节电开关照明时间控制1分钟内，整个电路采用分立元器件或者数字集成电路组成。,设计内容,1根据具体情况计算电路参数,2选取元件、识别和测试。包括各类电阻、电容、电感、（稳压）二极管、三极管和可控硅的数值、质量、电器性能的准确判断,3根据实际外壳大小设计1：1印刷板布线图,4设计制作印刷线路板,5焊接、调试电路,设计要求,这里介绍的节电开关，在白天或光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮，夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态。当有人经过该开关附近时，脚步声等把节电开关启动，灯亮，延时4050秒后节电开关自动关闭、灯灭。,工期要求：整个项目在16学时内完成。,基本组成部分,该声控照明节电开关电路原理方框，由话筒、声音放大、倍压整流、光控、电子开关、延时和交流开关七部分电路组成。,声控照明节电开关电路原理图,电路基本原理,电路原理：话筒MIC1和VT1、R1R3、C1组成声音拾取放大电路。为了获得较高的灵敏度，VT1 的值选用大于100。话筒MIC也选用灵敏度高的。R3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡，C2、D1和D2、C3构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电压。R4、R5和光敏电阻R11组成光控电路。有光照射在R11上时，阻值变小，对直流控制电压衰减很大。VT2、VT3和R7、D3组成的电子开关截止，C4 内无电荷，单向可控硅MCR截止，灯泡不亮。在MCR截止时，直流高压经R9、R10、D4降压后加到C3、CW1（稳压管）上端。C3为滤波电容，CW1为稳压值1215V的稳压二极管，保证C3上电压不超过15V直流电压。当无光照射R11 时，R11 阻值很大，对直流控制电压衰减很小，VT2、VT3等组成的电子开关导通，D3 也导通，使C4充电。R8、C5和单向可控制MCR、D5D8 组成延时与交流开关。C4通过R8 把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。灯泡发光时间长短由C4、R8 的参数决定，按图中所给出的元器件数值（R8为22K），发光30秒左右后，MCR截止，灯熄灭。C5为抗干扰电容，用于消除灯泡发光抖动现象。,麦克风,麦克风的分类：动圈式。驻极式,放大电路,话筒MIC1和VT1、R1R3、C1组成声音拾取放大电路。为了获得较高的灵敏度，VT1 的值选用大于100。话筒MIC也选用灵敏度高的。R3不宜过小，否则电路容易产生间歇振荡。,倍压整流,C2、D1和D2、C3构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电压。,光敏电路,R4、R5和光敏电阻R11组成光控电路。光敏电阻在光亮的环境下电阻值很小相当于短路，在黑暗的环境下电阻值很大，相当于开路。因此在光亮时阻止声音信号继续往后送。,延迟电路,D4、D5、C5、R8、KG1构成延时控制电路。通过对C4的充放电来实现等亮的时间长短。 C4通过R8 把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。灯泡发光时间长短由C4、R8 的参数决定,电子开关,VT2、VT3等组成的电子开关，当R11无光照射R11两端电位高使VT2饱和导通，R7产生高的电位差，使VT3饱和导通。,交流开关,单向可控制MCR、D5D8 组成交流开关通过MCR的导通来控制灯的亮和灭。,涉及元件,涉及元件：,色环电阻 光敏电阻 电解电容 开关二极管 整流二极管 稳压二极管 晶体三极管 驻极话筒,可控硅 灯珠,工具仪器,：,电烙铁 模拟万用表 示波器,制作检测,为确保制作能一次成功，所有元器件都要认真检测，判别元器件是否完好。 最容易分不清二极管+、-极，三极管E、B、C 极位置。特别注意可控硅检测。,制作注意事项,1. 首先检查你的印刷电路是否设计正确，元器件位置是否安装正确。特别是话筒、二极管、三极管、电容等极性不要装错。,2. 焊接质量尤其重要。焊接时间较长易损坏元器件，焊点处理是否合理，有没有焊接点短路、虚焊、多余管脚是否剪去。,3. 制作过程中必需听从实训老师电子制作按排和要求。遵守纪律，注意用电安全，按照正常规程进行操作。,故障判断,1。元器件安装后，通电220v电压检查不正常情况下：检查元器件是否安装正确。,2. 在这种不明确情况下，可以不通交流电，加入8V直流电压到D4阳极，检查各个三极管工作电压。,1) VE = +6.8V（VT3的e极电压）,2) 检查电子开关是否正常。将万用表电压档测可控硅(MCR100-6)阴阳极电压，当短接VT3的e、c极，可控硅(MCR100-6)阳极电压下降为零，说明电子开关电路正常。,3) 检测Mic话筒两端电压约23V左右，说明Mic话筒连接正确。再检查R11光敏电阻两端电压值，光照时电压较低，不受光时电压较高，说光控电路工作正常；,4）整体测试 将光敏电阻用不透光的物体遮档住，测量VT3发射极对地电压，当发出响声在话筒边发出声音时，测得的电压就为5V以上，然后没有声音后又变为0。,以上各项测试是正常工作时的电压变化情况，如实际制作好后不能实现设计的功能，按照单元电路的分析方法，分步查找原因。,安装及调试,A、如果购买的是散件，那么您可以一边组装一边测量，也可以全部组装后再一次性测量。不过一边组装一边可得到更多乐趣。,B、由于本电路使用220V交流，因此在组装时必须注意安全。当然为安全起见在调试时您可以用6V直流电源代替。电灯改用6V的电珠。待全部调试完毕，再用220V供电。具体做法是将直流电的 6V接到E处，短接R9、R10，接地线与本电路的地相连，如果没有6V的电源，接5V也是可以的，只是数据与下面所说的有所不同。,C、接好6V电源，焊接好MIC、R1，给点掌声则在A处用示波器可以观察到2mV左右的电压波动。,D、焊接好C1、R2、Q1、R3，此时在B用万用表可测量得到3V左右的电压。给点掌声，用万用表即可观察到指针偏转。掌声越响，偏转较大。,E、焊接好R5、R6、R7、Q2、GMDZ ，用手盖住光敏电阻，用万用表可观察到C处电压变低，放开双手，让光敏电阻接受光照则C处电压又上升。,F、焊接好D1、D2、C2、C4、R4，使光敏电阻不受光（模拟夜晚），此时吹个口哨、放声唱一段歌，用万用表测量C处可以看到指针在摆动。接着使光敏电阻受光（模拟白天），此时不管发出多大的声响，C处一值保持在6V左右。,G、焊接上Q3、C5、R8、D5、KG1、电珠。使光敏电阻不受光。此时再唱一段歌，可以发现电珠亮了。但如果您停止唱歌，而灯光却继续亮，这是延时电路C5、R8在发挥作用，过一段时间后灯自然熄了。再唱则又被点亮。,H、取消接在R9、R10上的短路线。焊接上R9、R10。接上220V电灯。重新检测有无其他异常情况。确认安全后接上220V市电试试。,参考文献,电工电子技术基础 、豆丁网、百度,心得总结,通过对本项目的制作,任务情况,组长：柴新宇,负责人：鲁虹岩,组员：郝亮、刘诗琦、代俊亮、饶盖夫、陈宇森,小组照片,