六安职业技术学院毕业设计（论文）声光控制楼道的开关与设计姓 名： 魏广玲 学 号： 20103236 班 级： 应用电子1001班 指 导 教 师： 范治田 所 在 系 部： 信息工程系 二一三年六月毕业论文（设计）开题报告学生姓名魏广玲班级应用电子1001指导教师范治田学号20103236毕业论文（设计）题目声光控制楼道的开关与设计近年来，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。楼道照明灯如果未能做到随手关灯，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1.08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。由于今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。通过本论文课题的研究，预计达到: 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 具体安排进度：2013年3月1日3月30日，收集查阅资料；2013年4月1日4月30日，整理、着手写论文；2013年5月1日5月31日，检查修改论文，并上交给指导老师。毕业论文（设计）成绩评定指导教师意见答辩专家组意见系专业教学委员会意见摘 要声光控制照明灯开关，能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等特点。这里介绍声、光控制自动延时节能开关,综合了声、光和延时控制、工作稳定、节电并可延长灯泡寿命。在白天或光线较强的场合即使有较大的振动声响也能控制灯泡不亮;晚上或光线较暗时遇到声响、振动后灯自动点亮,经过约一分钟(时间可设定)自动可用于楼梯、厕所等公共场所照明灯的自动管理。本文阐述了简单的声光控制照明灯开关的制作。选择声敏传感器、光敏传感器和磁敏传感器作为基本元件。光敏电阻,声控传感器和触摸传感器三种传感器形成了声控、光控和触摸三种控制的电路板。利用布局和布线规则完成了电路板的制作。实现了电子开关的三种控制，实验结果实现了灯的控制。关键字：传感器，声控，光控，,节能，方便AbstractSound and light control lighting switches, automatic control can be switched during the day, night lighting, and eliminate people of lights. But here is sound, light energy-saving delay automatic control switches integrated sound, light and delay control, the stability, power and extend lamp life. In the daytime or light even if there are more occasions larger vibration noise can also control light bulb does not shine; evening or low light encountered sound, vibration lit after the lights automatically after about one minute (time can be set) can be used to automatically stairs, toilets and other public facilities lighting automatic management. In this paper a simple touch of acousto-optic lighting control switch production. Photosensitive resistors, sensors and sensors voice three sensor formed a voice, optical control of the two circuit boards. Use layout and routing rules of the circuit board production. Implementation of the electronic switch control of the two experimental results achieved lamp control.Key Words：sensor, voice, optical control, energy saving, convenient- 4 -目 录引 言6第一章设计流程7第二章 电源模块92.1电源电路的设计92.2电源电路的工作原理及相关参数的分析92.3电源电路的其他设计11第三章信号收集模块123.1 光信号收集电路123.1.1光信号收集电路的设计123.1.2 光信号电路的工作原理133.1.3 光信号电路相关参数的分析133.2 声音信号收集电路143.2.1 声音信号收集电路的设计144.1芯片TC4081BP的介绍154、2 芯片TC4081BP的工作原理155.1延时电路的设计175.2 延时电路的工作原理185.3 RC电路的放电过程185.4 RC电路的时间常数195.5 延迟时间的可优化性196.1 电路工作原理206.2 电路参数分析216.2.1 相关元件介绍216.2.2 电路参数分析24第七章 结束语25第八章 致谢26参考文献26引 言公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用机械手动开关,由于各种原因往往出现许多灯泡点亮长明的现象,故使灯泡寿命短,浪费电量,为国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损坏率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便的声光双控白炽灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计，分立元件多，不可靠，如今单片机技术已经相当成熟，运用单片机可以设计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方便，修改简单。目前许多声控开关的平均使用寿命不长，主要是因为电路作频繁的开关，启动电流非常大，导致功率元件可控硅由于过载而损坏。本文中采用开关电压过零保护技术，可消除白炽灯开启瞬间的大电流冲击，有效地防止可控硅元件启动时的电流过载，大大地延长了开关的使用寿命，并且可以起到保护灯泡的作用。第一章 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，小灯都不能被点亮，即白天时不需要光照，在夜晚当有声音产生时，小灯被点亮，且在声音消失后，小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和小灯。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，达到设计的目的。 声光控制楼道开关电路原理感光电阻RG控制门D1延时R8,C3二级整形D3,D4继电器T灯泡整形D2图 1-2第二章 电源模块这一章详细介绍电源模块的电路设计，电路中各个器件参数确定的相关分析，其工作原理及其他类似的设计。为整个电路提供5V、12V的直流电源，是电路的动力来源。2.1电源电路的设计电源电路采用降压、整流、滤波和稳压的组合电路，将220V的交流电压变为5V和12V的直流电压。模块图如图 2-1 电源变压器整流电路 滤波电路 稳压电路图 2-1降压过程是将220V单相交流电压直接输入有一定匝数比的变压器，得到降压后的电压。然后将变压器副边的交流电压通过单相桥式整流电路，得到脉动系数较大的直流电压。为了减小电压的脉动，将经过整流桥整流后的直流电压通入由滤波电容构成的滤波电路，使输出较为平滑的电压。要得到稳定的直流电源需将滤波后的电压输入稳压电路。稳压电路有电阻个稳压二极管构成，利用二极管的稳压特性，使得到不受电网电压波动和负载电阻变化影响的稳定性较高的直流电压。2.2电源电路的工作原理及相关参数的分析电源电路原理图:图 2-2为了得到5V和12V的直流电源，将220V频率为50的单项正弦波交流电输入变压器，其原边与副边的比为，经过变压器得到=12.5V （2.2.1）得到=15交流电通入单项桥式整流电路经过全波整流得到平均值为=0.9的直流电压，其脉冲系数很大。单相桥式电路中的整流桥的二极管选用IN4007。然后将的直流电压通入滤波进行滤波，可以得到平均值为=1.2=18V的直流电压。滤波电路中的电容为，与并联的负载为，的取值满足 =（35） (2.2.2)得到=（35）理想情况下可将交流分量全部滤掉，使输出电压仅为直流电压，然而，由于滤波电路为无源电路，所以接入负载后必会影响其滤波效果，要得到稳定的直流电