PAGEPAGE1湖州師范學院課程設計總結(jié)報告課程名稱電子技術課程設計設計題目聲光控路燈專業(yè)電子信息工程班級20120823姓名張友迅學號2012082317指導教師李英輝周紅霞報告成績信息與工程學院二〇一三年六月三日PAGEPAGE9《電工電子實習》任務書一.課程設計題目1．聲光控路燈二.設計目的1.加強對模擬電子技術、數(shù)字電子技術理論的掌握和應用。2.培養(yǎng)獨立分析、獨立設計和解決實際問題的能力。3.學習查閱相關手冊和資料。4.加強電子實物制作的動手能力。5.掌握信號放大的工作原理、設計及制作。三.設計要求1．白天控制開關不通，在有光時，即使有聲音也不能亮。在晚上或光線不足時，只要有人經(jīng)過發(fā)出聲音，燈泡就會點亮。2．要求靈敏度高，感應距離為3米。3．延時30S后開關能自動斷開，燈滅。延時時間剩下2S時，有聲音提示燈 即將滅。四.設計意義 通過聲光控路燈延時開關的設計與制作，收集用于完成聲光控路燈延時開關設計與制作所需的相關資料。完成PCB板的設計與制作。按照要求制作開關實物，并完成本課題的設計論文。設計安裝后，白天當有人在走道行走或說話時，燈泡不會點亮，而當晚上或光線較暗，只要有聲響，則燈泡自動點亮，經(jīng)設定的時間后熄滅。通過完成本課題，能鍛煉自己對所學理論知識和技能的綜合運用能力和實際動手能力；提高自己對文獻資料的搜索和信息處理能力；具備一定的分析問題和解決問題的能力；培養(yǎng)自己對社會普通科學知識的了解，為畢業(yè)后走上工作崗位盡快勝任工作打下一個良好的基礎。課程設計是使學生融會貫通本課程所學專業(yè)理論知識，完成一個較完整的設計計算和安裝調(diào)試過程，以加深學生對所學理論的理解與應用，認識和熟悉元器件和電子測量儀器的性能指標，了解解決實際問題的一般過程，培養(yǎng)學生綜合運用基礎理論知識和專業(yè)知識去解決實際工程設計問題的能力。五.設計基本部分設計一個聲光控路燈延時開關，該電路能由聲光兩種信號控制燈的亮與滅，起到節(jié)約用電的作用。它主要由9部分組成：電源電路、檢音（話筒）、感光電路、信號放大電路、控制門、延時、開關等。能夠通過調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來改變燈亮的時間長短六.設計提高部分1．有效提高電路的穩(wěn)定性，并且考慮到電路設計的成本。2．使電路連接更加簡單，增加電路節(jié)能的效率，是公共照明的理想選擇。3．加強電路模塊化，聲控與光控之間沒有干擾。 七.設計大致思路1.對咪頭的聲音信號使用同向放大，運放使用NE5532。2．使用一個100k的電位器對光敏電路進行分壓。3．使用NE555芯片，構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，對路燈進行延時。利用咪頭采集聲音信號，再把聲音信號轉(zhuǎn)化成電信號，再加三極管以及電阻，控制光控模塊輸出0與1的變換。利用光敏電阻的阻值隨光照強度的改變而改變的特性，控制光控模塊輸出0與1的變化。利用555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器延時，555的3引腳輸出控制三極管，使三極管工作在放大區(qū)還是截止區(qū)來控制發(fā)光二極管的亮滅。CD4011是4個2輸入的與非門，用來控制電路所需要的邏輯關系。電源直接供給5V，給電路中各器件供電。八.設計具體思路(1)電路設計方案論證及電路設計框圖 用咪頭采集聲音信號，再進行同向放大，放大后信號給CD4011一 號輸入腳；用光敏電阻與電位器分壓產(chǎn)生另一路“光”信號，給CD4011 二號輸入腳。CD4011輸出腳的信號，觸發(fā)555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進 入暫穩(wěn)態(tài)，對路燈亮的時間進行延時。與門控制對信號進行放大與門控制對信號進行放大咪頭采集聲音信號延時延時光敏電阻信號采集光敏電阻信號采集(2)電路工作原理闡述及電路原理圖下圖為用AltiumDesigner繪制的電路原理圖(3)電路設計、參數(shù)計算及元器件選擇。 NE5532是高性能低噪聲雙運算放大器（雙運放）集成電路。與很 多標準運放相似，但它具有更好的噪聲性能，優(yōu)良的輸出驅(qū)動能力及相當高 的小信號帶寬，電源電壓范圍大等特點。因此很適合應用在高品質(zhì)和專業(yè)音 響設備、儀器、控制電路及電話通道放大器。用作音頻放大時音色溫暖，保 真度高，在上世紀九十年代初的音響界被發(fā)燒友們譽為“運放之皇”，至今 仍是很多音響發(fā)燒友手中必備的運放之一。用同向放大在聲音信號進行放 大，大概放大11倍，就可以將聲音信 號的最大電平達到CD4011高電平 的門檻電壓。CD4011本來是四-二與非門，屬于數(shù)字電路。當將它一組的兩個輸 入端相連時，這一組就變成了一個非門。其特點是：輸入高電平時，輸出低電平，輸入低電平時，輸出高電平。這款芯片的輸入低電平的最高電壓為1.5V，輸入高電平的最小值為3.5V，一般來講，輸出腳需要接外部上拉電阻，用來穩(wěn)定芯片的輸出。 NE555是屬于555系列的計時IC的其中的一種型號，555系列IC的接腳功能及運用都是相容的，只是型號不同的因其價格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的振蕩頻率也不大相同；而555是一個用途很廣且相當普遍的IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈波。(4)電路調(diào)試、檢測、接線圖焊接： 在萬用板上將所用元器件合理布局，按照自己的電路圖仔細焊接，盡 量避免虛焊。焊點必須焊牢，有一定的機械強度，焊點大小應均勻。 檢測：按照電路圖，看看自己有沒有漏掉的連線，看導線與元器件引腳有沒有 緊密貼合?？丛骷袩o斷線、互碰、燒焦、脫焊等現(xiàn)象；聞有無焦味；摸 器件是否過熱等。用普通萬用表的歐姆檔檢查各點的阻值，粗查是否有短路、 短路或元器件錯焊等情況。用萬用表測量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的 電壓或波形，據(jù)其電壓值判斷故障。測量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的 電壓或波形，據(jù)此電壓值判斷故調(diào)試： 給板子5V的電源，用手遮住光線，對著咪頭發(fā)出聲音，看燈是否會亮 11S 左右再熄滅。若無法產(chǎn)生效果，調(diào)節(jié)滑動變阻器到適當?shù)闹?，再測試功 能。強光下，對著咪頭發(fā)出聲音，看發(fā)光二極管是否發(fā)光，不發(fā)光則功 能 實現(xiàn)。最終測試成功，滑動變阻器的阻值在60K左右，此時光線一定暗 的 時候，光控模塊就可輸出1。九.具體模塊 聲音控制模塊當咪頭采集到聲音時，咪頭會將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過電容C4將一定幅度的信號電壓進行同向放大，放大大概11倍之后，聲控模塊輸出高電平1。輸出的電阻是用來給C2電容放電的，不然在采集一次聲音后，聲音信號會一直高電平。 光線控制模塊 當光照較強時，光敏電阻阻值較小，分壓較小，則光控模塊輸出低電平0；當光線較暗的時候，光敏電阻阻值較大，分壓較大，則光控模塊輸出高電平1。 延時亮燈模塊當555的2引腳輸入的一個高電平1的時候，3引腳輸出低電平0；當2引腳輸入一個低電平0的時候，3引腳輸出一個高電平1；當2引腳來一個下降沿的時候，3引腳會輸出一個持續(xù)一段時間的高電平，可利用555的這個特性達到延時的效果。當555的3引腳輸出1時LED燈亮，當555的3引腳輸出0時LED燈不亮。十.心得體會 常言道“眼睛是心靈的窗戶?！蔽艺J為燈則是指引心靈的方向標。在生活中，我們無時不在使用著燈，諸如臺燈、路燈、日光燈、探照燈、彩燈等等，但不管是什么樣式的燈，它們的作用都是一致的——照明。因此，設計一個既實用又方便的照明燈則是我們?nèi)祟惞餐脑竿?。而生活中我們用得最為平常的燈則是樓道里的照明燈，住過居民樓的人都應該知道，樓道很窄，晚上行走很不方便，如果讓樓道里的照明燈一直亮著，則難免會浪費國家資源，因此，設計一種既不浪費國家電力又很方便實用的照明燈系統(tǒng)是很又實用價值意義的一件事。在學校、機關、廠礦企業(yè)等單位的公共場所以及居民區(qū)的公共樓道，長明燈現(xiàn)象十分普遍，這造成了能源的極大浪費。另外，由于頻繁的開關或人為因素墻壁開關的損壞率很高，增加了維修量、浪費了資金。同時，為了加強我們對模擬電子、數(shù)字電子技術的理解和鞏固，我的課程設計課題是聲光控制節(jié)能燈。本文主要闡述了多種聲光聲控制路燈控制器的組成、性能、適用范圍及工作原理，給出電路原理圖及原件參數(shù)選擇，節(jié)電效果十分明顯，同時也大大減少了維修量、節(jié)約了資金，使用效果良好。白天光照好，不管過路者發(fā)出多大的聲音，都不會使燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發(fā)聲響，就會自動亮為行人照明，過數(shù)十秒后又會自動熄滅，節(jié)能節(jié)電。構(gòu)思方案的時候，光控模塊最好確定，光敏電阻串一個100K的滑動變阻器，在調(diào)試時調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，調(diào)到理想的阻值就好了。確定聲控模塊時比較難，通過咪頭把聲音信號轉(zhuǎn)化成電信號，再組成一個電路模塊，在咪頭采集到聲音信號與沒有聲音信號間產(chǎn)生高低電平1與0之間的轉(zhuǎn)換，因此利用Mutisim仿真不斷改善自己的方案，最終找到切實可行的方案。最后是確定延時模塊，根據(jù)數(shù)電知識，可以知道555可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，利用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可達到延時效果，各個模塊確定好了之后是將他們集合在一起，構(gòu)成自己所需要的電路，通過查找資料我們知道CD4011是4個2輸入的與非門，可利用該芯片組合電路的邏輯關系，方案就這樣被確定下來。焊接的時候沒有碰到較大的問題，根據(jù)自己構(gòu)思好的電路，仔細焊接，盡量避免虛焊，而且焊臺的溫度也不可調(diào)的太高，以免燒壞元器件，給電路排錯造成不必要的麻煩。最后在李老師與周老師的細心帶領下，我在這次課程設計中學到了很多很多的知識，不僅僅在專業(yè)知識方面，還促進了師生之間的感情。十一.PCB制板附件1：所需材料表元器件清單類型型號數(shù)量MIK駐極體電容話筒1電阻15K、2.2M、22K、100K各5個與非門CD40111光敏電阻20K1三極管90142二極管IN40076繼電器5V1555NE5551電位器203、104、105各2個芯片座DIP8DIP143個運放NE55321個電線220V的電線附件2：《電工電子學實習》成績評定表課題名稱：電工電子學班級

學號

姓名

指導教師實際

制作

完成

情況項

目

內(nèi)

容（滿分50分）得分1、元器件整體布局（10分）

2、焊接工藝（10分）

3、按要求完成情況（共30分，指導教師根據(jù)課題自制評分項目）A、（此項

分）

B、（此項

分）

C、（此項

分）