楼道声光双控灯原理研究与设计说明

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广西水利电力职业技术学院

信息工程系

声光双控楼道灯控制器的设计与制作毕业设计报告

姓名：林凤升、周钻

系（院）：信息工程系

班级： 13电子信息班

指导老师：廖威

2015年12月26日

毕业论文（设计）

楼道声光双控灯原理研究与设计

学生文波学号 200508011171

指导教师佳佳

系（部）信息工程系

专业年级 05计算机科学与技术

论文答辩日期年月日

中国海洋大学青岛学院

楼道自动感应灯原理研究与设计

摘要

民用住宅楼梯照明的控制，一要节约用电、控制自动化，二要方便住户对楼梯照明用电的管理，三要投资少。根据这三个原则，提出一种新的自动控制声光双控电路，很有推广应用价值。在学校、机关、厂矿企业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，随着经济的发展全球的资源日益紧缺，节约资源显的越来越重要，而电能的节约更是其中最重要的一方面，所以可以设计一种节约电能的照明灯，声光双控灯就是其中一种。

我花了三周时间设计了一种声光双控电路，在本设计中介绍了多种声光控路灯控制器的组成、性能，适用围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节电。

关键字：声控电路；光控电路；延时电路；声音传感器；节能。

Abstract

The civil housing staircase illumination control, one must use electricity frugal, the control automation, two must facilitate the inhabitant to the staircase lighting electricity management, three must invest few.According to these three principles, proposed one kind of new automatic control acousto-optics double controls the electric circuit, has the promotion application value very much.In unit's and so on school, institution, factory and mining enterprise public places as well as the inhabited area public corridor, the large oil lamp lit day and night before Buddha status phenomenon is extremely common, this has created the energy enormous waste.Moreover, because the frequent switch or the human factor, the wall switch damage rate was very high, increases the quantity, has wasted the fund to develop the global resources along with the economy to be day by day scarce, saves the resources to reveal more and more importantly, on the one hand but the electrical energy saved is most important, therefore might design one kind to save the electrical energy flare, the acousto-optics double controlled the lamp is one kind.

I spent three weeks time to design one kind of acousto-optics double to control the electric circuit, introduced in this design many kinds of acousto-optics controlled the street light controller the composition, the performance, the applicable scope and the principle of work, gave various electric circuits schematic diagram and the part parameter choice, the electricity saving effect are extremely obvious, simultaneously also greatly reduced the quantity, saved the fund, the use effect has been good.The daylight is good, no matter passing by on the road makes the big sound, all cannot be the light bulb shines.Night the light is dark, so long as the electric circuit acoustic pickup examines has sends the sound garrulously, can shine automatically for the pedestrian illuminates, after several minutes has also been automatic extinguishes, energy conservation electricity saving.

第1章序论 (1)

1.1 课题背景........................................

1.2 课题研究的目的..................................

1.3 本课题研究的意义................................

第2章基本原理 (2)

2.1声光节能灯基本原理 (2)

2.2555电路基本原理 (7)

2.3声控电路基本原理 (9)

2.4光控电路基本原理 (11)

2.5延时电路基本原理 (12)

第3章电路设计与分析 (12)

3.1电源电路 (12)

3.2声电转换机放大电路 (13)

3.3延时处理电路单稳态电路 (13)

3.4光控电路 (13)

第4章故障分析 (14)

第5章心得体会 (16)

第6章参考文献 (17)

第7章致谢 (18)

第一章绪论

1.1课题背景

由于近年来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。照明器材行业属一般性竞争行业，是我国轻工业对外开放较早的行业之一。WTO后，国际上一些知名品牌大企业相继进入国产销领域，使得国竞争国际化。努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用

是我国目前照明器材行业结构调整的重点。我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。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，二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。展望未来的国市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以下强力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。

降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧温室效应的白炽灯越来越不受欢迎。继公布“欧盟后年封杀白炽灯”的时间表后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局，环保型节能荧光灯VS白炽灯是白炽灯的替代者。随着人们生活现代化水平不断提高，国民经济的快速发展，电力的供需矛盾日益加剧生产更多的电即意味着要消耗更多的煤、石油、天然气、核原料等不可再生资源，还会带来许多相应的环境问题。为此，我们应该从身边做起，珍惜并节约每一度电。所以，现在很多住宅楼道都安装了自动控制楼道灯。

1.2 课题研究的目的

随着社会不断进步，科技发展，声光双控节电灯逐步走进社会各个公共角落，声光双控节电灯不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，它解决了“长明灯”浪费电能的问题，延长灯泡的使用寿命，安全性好，可靠性高。该装置省去了能耗大、笨重、极易产生热量的电源变压器，具有结构简单、自耗电轻微、性能稳定、灵敏度高、通用性强，降低能耗、节约能源的目的。

1.3 课题研究的意义

通过本课题的研究，加强了自己的动手能力，巩固了对所学知识的认知。通过本次试验我们设计了一种比较节能的声光双控灯，不仅使自己学习到了知识，而且也为社会做出了贡献。

第二章基本原理

2.1声光双控节能灯基本原理

声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人发的声音控制信号，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。

MIC是一种声电转换器。电路中LM3900构成电压比较放大器。非门和与非门构成信号逻辑分析电路。555定时器为定时开关。继电器为照明电路接通开关。D1，D2，C5，MC78L05CP 和降压器构成降压整流电路。当白天时，光敏电阻RL成低阻状态，与非门输出高电平，555定时器3脚保持低电平，继电器开关K保持断开状态，照明电路断开。

当夜晚时，光敏电阻RL成高阻状态。阻值远远大于R6，输出高电平。当压电陶瓷片未接收到声音时，LM3900的4脚输出为高电平，电容C2右端为高电平，信号通过逻辑门电路后变为高电平，输入到555定时器2脚，555定时器3脚则保持低电平，继电器开关K保持断开状态，照明电路断开。

当压电陶瓷片接收到声音时，LM3900的4脚输出为低电平。由于电容两端电压不能突变，电容C2右端为低电平，信号通过逻辑门电路后变为低电平。输入到555定时器2脚，当555定时器2脚接收到一个低电平时，555定时器3脚则输出一定时间的高电平，使三极管T导通，继电器开始工作，继电器开关K闭和，照明电路接通。照明持续一段时间后，555定时器3脚变为低电平，继电器开关K关断，照明电路断开。

2.2 555电路基本原理

集成定时器555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。其电路类型有双极性和CMOS型两大类，二者的结构和工作原理类似。二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。

555电路的引脚排列图如图2.1所示，其功能表如表1所示。555电路构成，单稳态触