声光双控制照明灯总设计.doc

声光双控照明灯设计 摘要 设计原因：在学校、公寓等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。为了加强我们对传感器的理解和巩固，我们的设计的课题是声光双控制延时照明灯的设计。 主要功能：白天光照时，不管发出多大声音，声 光控制电路都不会使LED灯发光。夜晚光暗时,只要有声响，声光控制电路就会使灯亮10秒,10秒后灯自动熄灭。 主要器件:555芯片,三极管,光敏电阻,麦克风。 工作原理: 利用麦克风作为声音传感器而获得电压，经三极管放大后经过74LS00 最后触发NE555输出驱动发光二极管工作发光，并延时十秒后发光,二极管自动熄灭。在光敏电阻的工作原理下，在光强强度大时，有声音也不发光，在光强弱时，有稍大点的声音,二极管就自动发光。 555芯片的作用: 利用NE555定时器来构成可重复触发的单稳态电路(即延时电路)。 时间计算:C的充电时间取决于电阻R数值，其脉冲宽度计算公式为tw=R*C。 与非门的作用:分别控制放大信号的输入和光控信号的输出。 1原理框图： 电路采用声光控放大照明电路，对于光强的监测是利用MIC的特性，即当其接收到足够的光强时，在其中会产生一个脉冲波，从而把声音信号变为电信号，通过 对声强信号的处理可得一个电平信号 ，为控制电路准备，延时控制功能通过NE555定时器构成的可重复触发的单稳态电路来实现。光信号的感应通光敏电阻阻值不同控制与非门的高低电平转换实现，将光控电路的输出作为NE555定时器的复位端输入。从而可以实现在光线强的情况下，即使有足够的声音信号，明灯电路也不工作，面在光线弱的情况下，可以通过声音信号来控制发光二极管。在日常生活中的应用，可以节电节能。 2 主要元器件介绍: 2.1 555芯片资料： 555集成电路的引脚图和功能图如上图. 各引脚含义及功能: Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。 Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。 Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。 Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。 Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。 Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。 Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力，当输出为ON时为LOW，对地为低阻抗，当输出为OFF时为HIGH，对地为高阻抗。 74LS00引脚图 3.1声控放大电路的原理 因为麦克风所转换的电信号很微弱，只有通过由三极管Q1组成的放大器把微弱的信号进行放大后，才能驱动后面电路所以要利用三极管放大电路对微弱信号进行放大。 麦克风在第一级放大三极管的基极上并由电容耦合 当麦克风获取到声音信号后，其会转换成电信号，为了获得较高的灵敏度，Q1 的β值选用大于100。话筒MIC也选用灵敏度高的。当外界有声音时，麦克风产生一个负脉冲，经放大电路放大后输出。 三极管组成的放大器原理： 我们用的是NPN型号的三极管，NPN管是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,从图可见发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的 PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e、基极b和集电极。当b点电位高于e点电位零点几伏时,发射结处于正偏状态,而C点电位高于b点电位几伏时,集电结处于反偏状 态,集电极电源Ec要高于基极电源Ebo。  在制造三极管时,有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的,同时基区做得很薄,而且,要严格控制杂质含量,这样,一旦接通电源后,由于发射结正确,发射区的多数载流子（电子）极基区的多数载流子（控穴）很容易地截越过发射结构互相向反方各扩散,但因前者的浓度基大于后者,所以通过发射结的电流基本上是电子流,这股电子流称为发射极电流Ie。由于基区很薄,加上集电结的反偏,注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic,只剩下很少（1-10%）的电子在基区的空穴进行复合,被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补纪念给,从而