声光控路灯控制课程设计

关键词：光电开关   自动控制  延时电路   节能太阳能电池

目录

引言………………………………………………………………………………………………5.

1、总设计方案

1.1设计思路  ……………………………………………………………………………………5

1.2总体方框图……………………………………………………………………………………5

1.3声光控路灯控制器的构成……………………………………………………………………5

1.3.1光控电路…………………………………………………………………………………5

1.3.2声控电路…………………………………………………………………………………6

1.3.3延时电路…………………………………………………………………………………6

1.3.4其他电路…………………………………………………………………………………6

2、设计原理的分析

2.1工作原理………………………………………………………………………………………7

2.2电路结构………………………………………………………………………………………7

2.2.1元件参数选择……………………………………………………………………………7

2.3实验调试………………………………………………………………………………………7

３、声光控路灯总电路图………………………………………………………………7

４、设计总结…………………………………………………………………………………8

５、参考文献…………………………………………………………………………………8

引言：

声光控路灯控制器可以自动实现白天光线较暗和晚上遇到声响时，路灯自动点亮，从而实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡的使用寿命。可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。词控制器经济实用，即使一般的脚步声也能使灯泡发光照明。

一、总体设计方案

1.1  设计思路

整个电路由电源电路，声控电路，光控电路及延时电路等部分组成。电源由太阳能电池供电，光敏控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光电程度相对应的电压信号。从而实现白天灯泡不亮晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，声控电路主要将声音信号转变为电信号，从而要实现自动控制，延时电路声音消失后延长一段光照时间。必须时可加一个手动开关，以增强电路的实用性。总体方框图如图1所示。

1.2总体方框图

图1 路灯控制器原理组成方框图

1.3声光控路灯控制器的构成

声光控路灯主要是依据光控原理和声控原理来设计的。利用光控电路可以根据光线的亮暗条件控制灯的使用。光控电路是由光敏电阻和可控硅组成。声控电路是为完善光控路灯而设计。在不同时段、不同的地点使用灯的机率也不同，声控可进一步节约能源。

1.3.1光控电路

    图2为光控路灯电路，白天路灯熄灭，夜间路灯自动点亮。图中，电容C1、C2和二极管D1及稳压管DW组成简单的电容降压整流电路，接通电源后获得12V左右的直流电压。三极管BG、光敏二极管D2和双向可控硅等组成光电开关电路。

在白天，光敏二极管D2因受光照呈低电阻，BG管基极电位下降，使BG截止，电阻R1上无电压输出，故双向可控硅SCR处于关断状态，灯泡ZD不亮。当夜幕降临时，D2因无光照其暗阻增大，使BG基极电位升高而导通，R1上输出的电压触发可控硅SCR导通，路灯得电点亮。调节电位器W，可调节BG基极电位高低，即调节了光控的灵敏度。

在安装时，光敏二极管D2应加防雨的透明玻璃罩，且要放在能全天被日光照射的地方。D2也可用光敏电阻或光敏三极管。

图2光控路灯电路

1.3.2声控电路

如图3为声控电路，光控的基础上，在夜晚有人经过时路灯点亮，在寂静无人的晚上路灯熄灭。图中，电路主要由R1，BW以及辅助的基本放大电路R2，R3，VT组成。白天，因为光控电路阻断，所以，无论多大声，灯都不会亮。到夜晚，光控电路导通，当人走动的脚步声传到传声器BW时，声波转换为电信号，经三极管VT放大，使脚2的电位由低到高，门2输出高电平，通过二极管D1向C2迅速充电到阀值电压，门4输出高电平，VS导通，灯亮。若声控灵敏度偏低，可增大R1阻值，或换高放大倍数的三极管。

图3 声控电路图

1.3.3延时电路

延时电路主要由电容C2，电阻R5组成。当夜晚人走动时，灯路导通，门G2输出高电平，通过二极管D1向C2迅速充电；人过声息，门G2输出电平变低，由C2电压维持门G3输入的高电平，门G4输出状态不变，灯不熄。这时右D1隔离C2经R5缓慢放电，大约50S后，电压降到关门电压值时，门G3，门G4翻转，VS截止，灯自动熄灭。若要变动延时的长短，可改变C2的容量。人走灯熄的延时照明控制作用，从而达到节约电能延长使用寿命的目的。

图4延时电路图

1.3.4其他电路

（1）负载电路   负载电路上接上一定功率的灯泡。

（2）稳压电路R7，DW限流稳压，向CD4011等部分电路提供约10V直流电压和100mV的工作电流。

（3）数字电路 门G1，门G2，门G3，门G4是4个与非门。门G1，门G2用于鉴别输入动态；门G3，门G4反向后，VS导通，接通灯路。

二、设计原理的分析

2.1  工作原理

电路中集成电路IC的门G1和门G2接成“与”输入，用以鉴别输入动态。按逻辑功能只有当门G1两输入端都呈高电平时，门G2的输出端才为高电平，再经过门G3，门G4两极反相后，触发晶闸管VS导通，接通灯路。白天因光敏电阻受光线照射，IC的1脚呈低电位，IC的输出端为低电平，VS阻断，灯路关闭。这时，无论外界声音再高灯都不会亮；到夜晚,GR的电阻随环境光线减弱而增大，脚1变为高电平，当人走动的脚步声传到传声器RM时，声波转换成电信号经三极管VT放大，使2脚电位由低变高，门G2输出高电平，通过二极管D1向C2迅速充电到阀值电压，门G4输出高电平，V导通，灯亮，人走声熄，门G2输出电平变低，由C2电压维持门G3输入高电平，门G4状态不变，灯不熄，这时由D1隔离C2经过R5放电，约50S后电压降到关门电压值时，门G3，门G4翻转，VS截止，灯自动熄灭。

2.2  电路结构

本制作实验主要由驻极体传声器，光敏电阻R1，与非门电路CD4011，晶体二极管，稳压管，双向晶闸管等元器件组成。

2.2.1  元件参数选择

二极管D1选用IN4007硅整流二极管；DW为10V.1/2W稳压管；VS选用双向晶闸管，光敏电阻GR选用MG45型；话筒MIC选用小型驻极体话筒；熔丝应根据被控制路灯总功率而定，一般额定电流应小于或稍大于路灯总工作电流。电源电路由太阳能电池组成，大约输出10v左右的直流电压供后级电路使用。

2.3实验调试

    此电路原理简单，只要按照电路图焊接，再采用12V直流电源进行调试。等各项功能都正常后，可以试着用220V的市电经整流电路进行调试。但要注意在用220V的市电调试时，不要用手直接接触电路板上的任何金属部分。先用万用表测量VS两端的电压，接上电源后，电源指示灯点亮，CW2两端电压在12V左右，否则说明整流电路有问题，从新检查电路。

三、声光控路灯总电路图

图4声光控路灯控制器原理图

四、设计总结

实验过程中碰到的刚开始不能正常显示并且运行的情况完全是粗心导致的，当时如果认真点的话就不会出现了，可能就是一下完成了。所以，通过实验意识到要从现在开始养成那种细心的好习惯。这对以后的课程设计甚至是毕业设计都非常有帮助。再者通过这次实习锻炼了自己的动手及查资料的能力，也体会到了成功带来了的喜悦，可以说是获益非浅。 再次反过来思考这个电路图，整个电路简单明了，可以根据此电路图应用到实际中去。

通过这次课程设计，我对传感器应用系统有了进一步的了解，对于相关器件也有了一定的认识，如可控硅。巩固和加深了我对检控课程的理论学习，促进和深化工程应用，提高综合运用所学知识及分析问题的能力，培养严谨的科学作风。通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。