智能光控路灯控制系统.docx

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1、模拟电路课程设计任务书20232023学年第2学期第1周一2周题目声光控路灯控制系统设计内容及规定设计规定：光照度强（白天）路灯不点亮，光照度暗（夜晚）路灯可由声音控制。有声音时路灯点亮，否则不点亮。进度安排1 .布置任务、查阅资料、选择方案，领仪器设备：2天；2 .领元器件、制作、焊接：3天3 .调试+验收：2.5天4 .提交汇报：2023-2023学年第二学期37周学生姓名：李杏、汤汝、邵林、熊国栋、徐飞云指导时间：第12周指导地点：E楼311室任务下达2023年2月21日任务完毕2023年3月2日考核方式1.评阅2.答辩口3.实际操作J口4.其他口指导教师邓谦系（部）主任陈琼摘要针对目前

2、社会上诸多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化导致电能的巨大挥霍。为响应科学减排和节能科学发展0号召而设计了声光控路灯控制系统。本系统采用咪头、光敏电阻构成光照信号和声音采集信号电路。通过运放1M324对信号放大并同步运用741S08而输入与门构成逻辑电路，进行逻辑控制，给出与否亮灯的信号，由RC充放及开关电路执行，通过控制继电开关控制路灯。此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声音和无光状况下灯亮，其他状况下灯灭，从而到达节能B效果。关键字：1M324741S08RC充放电电路继电开关序言1第一章设计任务2第二章系统构成及工作原理32.1 总体设计思绪32.2 电路各模块设计简介42.

3、2.1电源电路4声控电路5光控电路52.2.4混合控制模块62.2.5开关延时电路7第三章混合控制模块的设计83.1 混合控制模块设计思绪83.2 混合控制模块原理83.3 设计措施与参数确实定9第四章电路的焊接与调试104.1电路的安装与焊接104.2混合控制模块的调试11第五章系统调试12结论13参照文献14附录一方案总实物图错误!未定义书签。附录二元件清单15附录三系统总电路图16序言当你夜晚走在大街小巷或者要去仓库拿东西时，你与否还在为找不到开关而烦恼？是的，在平常生活中我们可以发现诸多我们需要灯的时候却没有或者不能实现智能控制等，达不到人性化的规定。科技革命为我们带来了许多以便，同样

4、在灯光控制方面它也将给我们带来便利。公共场所照明越来越朝着智能化人性化的方向发展。目前市场上不仅有声光控开关，尚有微波感应开关和热释远红外感应开关。目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高。而声光控不仅价格低廉，安装以便，并且也能有很好0控制效果，因此声光控可以有一种很好0应用前景。本次课题是声光控路灯控制系统设计，此控路灯系统日勺设计采用模块化构造，重要有声控电路，光控电路，混合控制电路、开关延时电路和电源电路。在设计此控制系统时，采用模块化的设计思想，使设计起来愈加简朴、轻易、条理清晰。这种设计思绪可以应用于后来0大型产品设计中

5、，可以大大0减少难度也不会由于一种小模块没出来而影响总体的进度。声光控路灯控制系统有对声光信号进行选择并通过开关延时电路使灯泡亮的功能。运用自制直流稳压电源供电，根据光敏电阻的阻值变化判断光线强弱，用咪头检测声音信号并用1M324对信号进行放大，通过741S08芯片对声光信号进行逻辑分析，RC充放电电路与继电开关控制驱动灯泡。当有较强光时无论有无声音都不会亮，无光或光很暗时有声音会亮，无声音则不亮该声光控路灯控制系统能很好的实现设计规定，相比市场上的某些产品而言，具有成本低廉性能良好的长处。第一章设计任务1 .光照度强（白天）路灯不点亮，光照度暗（夜晚）路灯可由声音控制。有声音是路灯点亮否则不

6、点亮。2 .设计电路构造，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。3 .自拟试验措施、环节及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审核。4 .同意后，进试验室进行组装、调试，并测试其重要性能参数。第二章系统构成及工作原理2.1 总体设计思绪声光控路灯重要是根据光控原理和声控原理来设计的。运用光控电路可以根据光线的亮暗条件控制灯B使用。光控电路是由光敏电阻和可控硅构成。声控电路是为完善光控路灯而设计。在不一样步段、不一样日勺地点使用灯0机率也不一样，声控可深入节省能源。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构成。电源由电网供电电压交流220V（有效

7、值）50Hz,经降压整流后输出电路所需电压。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0电压信号。从而实现白天灯泡不亮晚上碰到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，声控电路重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。总体方框图如图2.1所示。电源部分图2.1声光控路灯原理构成方框图2.2 电路各模块设计简介2.2.1电源电路电网提供交流电压220V,流经11:1的变压器输入电路。交流电压通过由四个整流二极管接成时桥路，四只二极管两两交替导通，使交流电压变成脉动的直流电压，此为全波整流。电容C3有滤波的效果。1M317可使输出电压非常稳定。通过调

8、整变阻器R1,使R3与R1的比值变化从而到达调整电压B目的。C2电容用于消除电路的纹波，C1电容则是为了抵消电感效应，克制高频干扰，并改善负载B瞬间响应。1ED是电源指示灯,当电路接上电网电压时指示灯会亮。声控电路如图2.2声控电路为声音信号采集电路，运用咪头在声音变化下电压发生变化日勺特性。当有声音时在OUt端将输出一种不小于2V的高电平，当没有声音时在OUt端产生一种不不小于0.8V的低电平；在总电路的综合控制的基础上，在夜晚有人通过时路灯点亮,在沉寂无人的晚上路灯熄灭。代替咪头图2.2.2声控电路光控电路图2.3光信号采集电路，运用光敏电阻的光照与无光照条件下B电阻变化大的特性，运用电阻

9、串联分压式采用对应电压信息。当有光音时在OUt端将输出一种不小于2VI内高电平，当没有光时在OUt端产生一种不不小于0.8V的低电平；在总电路的综合控制的基础上，在夜晚有人通过时路灯点亮，在沉寂无人0晚上路灯熄灭。VfCR2JIOokn光信号输出Rg光敏电阻图2.2.3光控电路2.2.4混合控制模块当有声音时在OUt端将输出一种不小于2V欧|高电平，当没有声音时在OUt端产生一种不不小于0.8V日勺低电平；有光音时在OUt端将输出一种不小于2V0高电平，当没有光时在OUt端产生一种不不小于0.8VB低电平；当光控模块和声控模块同步产生一种不小于2VB高电平时1M324两端才产生高电平，其他状况

10、下1M32两端将产生一种低于IV的低电平。在总电路的综合控制的基础上，在夜晚有人通过时路灯点亮，在沉寂无人的晚上路灯熄灭。人走灯熄的延时照明控制作用，从而到达节省电能延长使用寿命的目的U225开关延时电路本延时电路采用RC充放电电路作为延时部分，通过二极管等使充电放电电路分开。这样极短的声音刺激就能实现电路的延时工作。信号由前一级逻辑电路部分经R1输入，通过二极管D3向电容单向C1充电。因此充电后运放1M324B3脚电位高于2脚，1脚就输出正电位，经稳压管稳压为5V,此时三极管Q1启动，指示灯亮起，继电开关合上,电网接通，点亮灯泡XI。在声音信号刺激结束后，电容向电阻R2R4放电，其中R4为2

11、0Ok电位器，使其放电时间为5s到25s可调。第三章混合控制模块的设计3.1混合控制模块设计思绪在设计之初，首先要明确所设计电路的功能为在前级模块给出日勺多种信号和后一级所需要日勺信号。根据这一设计思绪，在有声音和无光0时上一级B两个模块都将产生不小于2V日勺信号，而实际也是规定这种状况下控制灯亮，给下一级一种不小于4V0高电平信号，才能控制灯亮，而在其他状况下都将产生低电平，约靠近于0V。根据这些选择741S08与门芯片就能到达设计规定。而下一级规定电压不小于至少为4V时才能控制灯亮,因此在741S08的输出端加一种两级放大电路就能到达设计规定了。3.2混合控制模块原理声光控路灯的混合控制模

12、块总体参照方案图如图3.1所示。它包括声音信号和光照度信号的741S08逻辑控制模块和1M324放大两个个模块构成。从外界进行信号混合筛选和驱动控制系统，从而到达灯泡发亮的功能。图3.2声光控路灯控制系统混合控制模块设计框图3. 3设计措施与参数确实定通过设计原理可以设计如图3.2所示电路，根据声控和光控提供的电压我们选择741S08二输入与门芯片，当输入的两个信号都是高电平时芯片输出端产生一种不小于2V高电平给下一级，由于当恰好为2V时下一级不能满足其规定，故运用1M324设计一种2倍0放大器，电阻可以选择两个2K欧姆0电阻和一种IK欧姆0平衡电阻。3.4电路仿真图图3.4混合控制模块仿真从

13、图3.4混合控制模块仿真，当给741S08H勺两个输入端输入两个方波信号，可以看出当只有两个输入同步为高电平时输出才是高电平，其他状况下输出B都是零电平。第四章电路的焊接与调试3.1 电路的安装与焊接电路安装要注意几种原则：1 .先装矮后装高、先装小后装大、先装耐焊等；2 .一定要注意排版，不能东倒西歪，方向应尽量一致;3 .布线尽量使电源线和地线靠近试验电路板的周围，以起一定的屏蔽作用;4 .最佳分模块安装。此外焊接时不能出现虚焊、假焊、漏焊，更不能出现过焊，由于有些器件，不能耐高温，例如焊接三极管时，电烙铁绝对不能停留太久；同步过焊铜片将脱落，给焊接带来不必要的麻烦、也将影响板子的视觉效果

14、。4. 2混合控制模块的调试本试验调试，可以首先给电路一种高电平信号和一种低电平信号，两个低电平信号，用示波器检测与门过后与否有信号。若没有信号则阐明与门也许工作正常。再输入两个高电平信号，看输出与否有信号，若有信号则阐明与门工作正常，否则就是芯片有问题需更换芯片。第二部分的调试。若有信号通过741S08后，在用外用表检测1M324输出端0电压，看其输出大小。当两个都是高电平输入时1M324输出端至少应当有4V0输出信号。实际调试过程中，当输入两个高电平信号时，741S08输出端有一种不小于2VB信号,调试时电压在2V到4.8V之间，到达了预期的效果。此时1M324的输入端电压在3.8V到7V

15、之间，基本上符合了设计规定。第五章系统调试在五个模块分别调试成功日勺前提下，按照电路图将五个模块连接好，检查与否对0连接，连接对的时则可以接上220V的交流电源。遮住光敏电阻看与否灯泡发光，加上声音时看灯泡与否发光。即在有光时不管有声音和没声音灯泡都不亮，在无光时有声音时灯泡亮且延时20秒左右，没声音时灯泡不亮。假如达不到设计规定或主线不会出现所要的成果，可以用万用表和示波器逐一检测信号，再检查与否存在虚焊的问题。调试过程中假如发现电路不是怎么敏捷，可以调整声音检测放大系统的电位器，变化二极管基极的电压从而实现敏捷度0调整，假如延时时间达不到规定可以调整电位器变化充放电路B放电时间。在以上基础上，还需要多次上电调试，观测电路与否有其他状况，与否有不稳定日勺状况发生。假如电路不稳定择应立即排查原因，尤其的应当注意虚焊的问题。在继电器部分是比较轻易发生虚焊和短路B部分，应尤其注意；并且此部分要接上220V的交流电,因此应愈加注意，并做好保护，以免触电。结论在为期两周的模拟电路课程设计试验中，完毕了“声光控路灯控制系统”的设计。本系统可以控制路灯、楼梯、库