声光控延时电路课程设计报告(继电器2)

声光控延时开关实验报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：数字电路实验报告实验项目：声光控延时开关学院：专业：年级：学号：姓名：（20 ---20 ）学年第学期声光控延时开关实验报告一、设计目的1、进一步掌握CD4011数字集成电路的工作原理和应用；2、学会如何选择主要元件及参数计算；3、进一步提高分析、设计和动手能力。

二、电路的工作原理声光控延时开关的电路原理图见图一所示。

电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门VD1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。

声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启"，若干分钟后延时开关“自动关闭"。

因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。

明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图二所示的方框图。

结合图二来分析图一。

声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到VT的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VD1)的2脚，R4、77是VT偏置电阻，C2是电源滤波电容。

为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RG等元件组成光控电路，R5和RG组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，即为高电平，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。

VD3和VD4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。

当C3充电到一定电平时，信号经与非门VD3、VD4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门VD3、VD4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。

二极管VD1～VD4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R1降压，C2滤波后即为电路的直流电源，为BM、VT、IC等供电。

毕业设计-声光控延时开关课设报告背景介绍:对于现代家居生活中，灯光必不可少。

然而普通的光控开关只是用来控制灯的开关，并不能很好地满足实际需求。

当人们在房间内行动或者已经离开房间时，光控开关的信号并不能准确地反应人们的需求。

根据此背景，一个能够同时控制声音和光线的延时开关就显得非常有意义和值得探索。

主要内容:声光延时开关是一个非常有意义的装置，它可以通过光线、声音的变化来控制灯的开关时间，解决之前普通光控开关不能很好反应人们需求的问题。

声光开关使用了光电导技术和电路技术，具有重要的现实意义。

部分技术细节如下：1.硬件设计硬件系统主要由光电二极管、嘴、音叉开关、运算放大器、继电器、电容器、电阻器和钨灯组成。

运用布朗管滤波原理和阻容滤波原理再加上合理的放大器设计，使信号不失真，从而保证系统的稳定性和灵敏度。

配合硬件设计，软件部分基于Cortex-M3内核，利用固件库实现数字信号处理。

通过对光电二极管的电流和电压进行采集，通过工具箱实现信号滤波及其波形输出显示。

此外，采用定时器的各种操作实现系统对外部传感器信号的延时控制。

3.系统测试经过重重测试后，声光延时开关在实际使用中具有显著的稳定性和灵敏度，开关输出的时间准确性高，使得照明系统能够在不同时间适时自动开关，让用户体验到前所未有的智能化的便利。

4. 结论声光延时开关是一种创新型的照明系统，实现了家庭灯光和开关的智能供电,为家庭生活带来了极大地便利。

它不仅解决了普通光控开关不能很好反应人们需求的问题，还提高了人们整体生活水平，以科技提高生活品质的理念，为未来的发展留下了巨大的空间和市场机会。

展望未来在未来，随着物联网的快速发展，智能家居将成为家庭生活的主流趋势。

声光延时开关只是其中一个缩影，未来还会有更多的照明系统出现，更多智能电器被广泛使用。

因此，我们需要更多优秀工程师的加入和持续的努力，推动“智能生活”的进一步发展！。

目录摘要--------------------------------------------------------------------------2 第一章设计任务和要求------------------------------------------3 第一节设计任务-------------------------------------------------------3 第二节设计要求-------------------------------------------------------3 第二章系统组成框图及方法论证----------------------------3 第一节总体框图-------------------------------------------------------3 第二节方法论证-------------------------------------------------------4 第三章主要单元电路设计---------------------------------------4 第一节LM386集成功放--------------------------------------------10 第二节555集成电路的引脚图和功能表-------------------------11 第一节声强检测电路和光控电路----------------------------------4 第二节信号处理电路-------------------------------------------------5 第三节延时控制电路和照明灯开关电路-------------------------6 第四节电源电路-------------------------------------------------------8 第四章元器件清单及管脚功能表---------------------------9 第三节原件清单------------------------------------------------------13 第五章电路原理图-------------------------------------------------13 第六章心得体会----------------------------------------------------15 参考文献------------------------------------------------------------------15摘要关键词声控光控自动延时声光控电子开关电路图,电路由交流开关，电子开关，整形电路，检波器，声音放大电路组成。

青岛农业大学理学与信息科学学院传感器原理及应用课程设计报告设计题目声光控延时开关课程设计学生专业班级电子信息工程学生姓名（学号）梁化豪（20112755）指导教师车晓岩完成时间 2014/9/22 实习（设计）地点理信学院硬件实验室2014 年 9 月 23 日一、课程设计目的和任务课程目的：1．根据课程要求设计一个声光控延时节能开关，在光线较亮时，节电开关呈关闭状态，灯不亮；只有在黑暗的情况下，发出声音时，灯会自动点亮，并有一定的延时功能，以达到实用节能的目的。

2．要求电路能够通过光亮强度的感应以及声音强度的大小控制照明灯的亮灭。

课程任务：1．根据要求选择设计方案，写出详细的设计过程。

2．学习掌握焊接技术以及电路元件的装配。

熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理。

二、分析与设计1.设计任务分析：主要电路由整流稳压电路构成，可控硅开关选用PCR406，话筒放大电路，光敏控制电路，音频放大电路，检波电路，延时电路构成。

声光控延时开关利用声音和光来控制开关的开启，若干分钟后延时开关“自动关闭"。

整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。

通过话筒将将声音信号转化为电信号控制电路开关。

2.实验原理及原理图：色环电阻的识别：颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色有效0 1 2 3 4 5 6 7 8 9数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -1 -210的次方允许误差±1 ±2±0.5±0.2±0.1±5 ±10 ±20 可控开关PCR406：起开关作用，A、K两极并联在整流电路的输出端，作为负载，G极受控制电路的控制，当G得到一个高电压时可控硅导通，灯亮；高电压消失可控硅断开，灯灭。

整流稳压电路：由桥式整流电路，9.1v二极管稳压电路和滤波电容c1构成。

R1为分压电阻，VS稳压二极管输出9.1V稳定直流电压，为后级电路提供工作电源。

引言近年来，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。

因此我设计一个声光双控延时开关来解决此浪费问题。

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。

第1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 1.1)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。

延时声光控开关课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解延时声光控开关的工作原理，掌握相关电子元件的功能和连接方式。

2. 学生能描述延时声光控开关在生活中的应用，了解其节能环保意义。

技能目标：1. 学生能正确使用万用表、电烙铁等工具，进行电路元件的测量和焊接。

2. 学生能按照电路图，独立完成延时声光控开关的组装和调试。

3. 学生能运用所学知识，解决实际问题，对延时声光控开关进行优化和改进。

情感态度价值观目标：1. 学生通过本课程的学习，培养对电子技术的兴趣和爱好，增强实践操作能力。

2. 学生能认识到延时声光控开关在节能环保方面的作用，提高环保意识。

3. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，学会分享和交流，提高沟通能力。

课程性质：本课程为电子技术领域的高年级实践课程，结合学生的年龄特点和知识水平，注重理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：高年级学生具有一定的电子技术基础，对实践操作有较高的兴趣和热情，具备一定的分析问题和解决问题的能力。

教学要求：教师应引导学生掌握基础知识，注重实践操作，鼓励学生提出问题、解决问题，培养学生的创新思维和团队协作能力。

通过本课程的学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。

二、教学内容本课程教学内容紧密围绕课程目标，结合教材以下章节：1. 电子元件基础知识：介绍常用的电子元件，如电阻、电容、二极管、三极管等，分析其在延时声光控开关中的作用。

2. 声光控开关原理：讲解延时声光控开关的工作原理，包括声音检测、光强检测、延时控制等模块。

3. 电路图的识别与绘制：学习电路图的基本符号，掌握延时声光控开关电路图的识别与绘制方法。

4. 实践操作：指导学生进行延时声光控开关的组装、调试与优化。

具体教学内容安排如下：1. 第一周：电子元件基础知识学习，了解延时声光控开关的原理。

2. 第二周：学习电路图的识别与绘制，分析延时声光控开关电路图。

3. 第三周：分组讨论，确定延时声光控开关的组装方案。

一、实验目的1. 理解声光控延时开关的工作原理。

2. 掌握声光控延时开关电路的设计与搭建。

3. 通过实验验证声光控延时开关的功能和性能。

二、实验原理声光控延时开关是一种利用声音和光线变化来控制电路实现特定功能的电子学控制方法。

其基本原理如下：1. 声控部分：通过驻极体话筒采集声音信号，将其转换为电信号，经过放大处理后，输出控制信号。

2. 光控部分：利用光敏电阻检测环境光线强度，当光线强度低于设定阈值时，输出低电平信号；当光线强度高于设定阈值时，输出高电平信号。

3. 延时电路：当声控和光控信号同时满足条件时，延时电路开始计时，经过设定时间后，输出高电平信号控制继电器或电子开关动作，实现开关控制。

三、实验器材1. 驻极体话筒2. 光敏电阻3. 555定时器4. 继电器5. LED灯6. 电阻7. 电容8. 面包板9. 电源四、实验步骤1. 搭建电路：按照电路图连接驻极体话筒、光敏电阻、555定时器、继电器、LED 灯等元器件，并确保连接正确。

2. 调试电路：将电路接入电源，调整光敏电阻的阻值，使电路在光线较强时处于关闭状态，在光线较弱时处于开启状态。

3. 测试电路：在光线较暗的环境下，通过拍手或说话等方式触发声控信号，观察LED灯是否点亮。

同时，在LED灯点亮后，观察延时时间是否满足要求。

4. 调整延时时间：通过调整555定时器的外接电阻和电容，改变延时时间。

五、实验结果与分析1. 实验结果：经过搭建和调试，成功实现了声光控延时开关的功能。

在光线较暗的环境下，通过声音触发，LED灯点亮，并在设定时间后自动熄灭。

2. 分析：声光控延时开关电路的设计较为简单，元器件选用合理，性能稳定。

实验过程中，通过调整光敏电阻的阻值和555定时器的外接电阻和电容，实现了对开关控制和延时时间的控制。

六、实验结论1. 声光控延时开关是一种利用声音和光线变化来控制电路实现特定功能的电子学控制方法，具有节能、环保等优点。

2. 声光控延时开关电路的设计和搭建相对简单，元器件选用合理，性能稳定。

目录摘要 (1)1 设计方案 (2)2主要单元电路设计 (3)2.1感光控制 (3)2.2检声控制 (4)2.3电源电路 (5)2.4延时控制电路 (6)2.5开关 (6)2.6简易声光双控延时照明灯电路总原理 (7)3组成框图 (9)4 元件清单 (10)参考文献 (11)附录 (12)心得体会 (14)摘要该声光双控延时照明灯电路由五部分组成：电源电路、感光电路、检音电路，延时开启电路及开关电路组成。

本电路通过光敏电阻和MK对外界光照和声音感应，经过电路的进一步处理从而实现对照明灯亮灭的控制。

感光电路主要是由光敏电阻组成，当有光照时电阻阻值变小；夜晚无光时光敏电阻变大。

声控检测功能是通过声音传感器实现的，当传感器接收到声音信号时，在电路产生谐振后产生一个微弱脉冲，从而将声音信号转化为电信号，即可方便及时的打开声控照明装置。

白天有光照时，无论外界有没有声响，照明灯都不会点亮；夜晚无光照，当外界有声响时，照明灯点亮时间t后自动关闭,并且时间t可以手动调节.电路还具有在照明灯点亮期间又有新的声源出现，照明灯可重新计算通电时间t的功能。

1设计方案本设计的声控电路时这样实现的：声音传感器对声强的感应，是在第一级开关开通时来控制照明灯的亮灭。

当声音信号通过MK接收后，产生微小的交流信号，在经过三极管放大信号后，流入单向晶闸管的控制极，来实现主回路的导通，从而控制照明灯的点亮。

而光敏电阻对光线强弱的感应，有光照时光敏电阻阻值变小，时光信号变为低电平，当光信号和声音信号同时经过一个与非门，光敏电阻端为低电平，将此门锁住，从而实现控制照明灯第一级开关。

此电路照明灯点亮时间t后可以自动关闭，并且时间t可以手动调节。

主要通过可调电阻与电容的充放电来实现延时控制及延时时间t的手动调节。

在照明灯点亮期间若有新的声源出现，本电路可以重新计算通电时间t。

当照明灯点亮期间，如有新的触发信号，电容快速放电后，又继续充电，从而使照明灯重新实现通电时间t。

声光控延时开关实验报告实验报告：声光控延时开关引言：声光控延时开关是一种能够根据环境中的声音和光线进行开关控制的装置。

它可以应用于许多领域，如自动照明控制、声光报警等。

本实验旨在通过搭建声光控延时开关的电路，并观察其实际效果，以加深我们对于电路原理和电子元器件的理解。

实验材料：1.电源（直流电源或电池）2.实验电路板3.电位器4.NPN双极性晶体管5.光敏二极管6.贴片电容7.蜂鸣器8.电容9.电阻10.变阻器11.LED灯实验步骤：1.将电位器和贴片电容连接到实验电路板的相应位置，并将其引出连接线。

2.将NPN双极性晶体管的发射极（E）连接到地线（GND），基极（B）连接到贴片电容一端，集电极（C）连接到电池正极。

3.将光敏二极管连接到电位器的另一端，并将其阳极与电池正极连接。

4.将蜂鸣器连接到电位器的中间位置，并将其一个端口连接到地线。

5.将电压表或示波器连接到电位器的中间位置，以测量声音信号的变化。

6.将LED灯连接到贴片电容的另一端，以便观察光线控制的效果。

结果和讨论：通过实验我们可以观察到以下现象：1.光敏二极管对光的敏感性：当光线照射到光敏二极管时，电路会响起蜂鸣器，LED灯会亮起；如果没有光照射到光敏二极管，电路则没有反应。

这表明光敏二极管对光的敏感性非常高，可以被用作探测光线的元件。

2.声音信号对电路的影响：通过改变电位器的阻值，我们可以调整电路对声音信号的敏感程度。

当电路接收到较强的声音信号时，蜂鸣器会响起，LLED灯也会亮起。

当声音信号较弱或没有声音时，蜂鸣器将停止响起，LED灯也会熄灭。

这表明电位器可以用来调整声音信号的阈值，从而控制电路的响应。

通过以上观察结果，我们可以得出结论：声光控延时开关是一个基于声音和光线信号的控制装置。

当光敏二极管接收到光线信号时，电路会对声音信号做出反应，通过蜂鸣器和LED灯来提醒用户。

同时，我们还可以通过调整电位器的阻值，改变电路的敏感度和触发阈值，实现不同环境条件下的自动控制。

课程设计任务书学生姓名：李靖专业班级：电信1104指导教师：曾刚工作单位：信息工程学院题目：声光控制路灯电路初始条件：具备模拟电子电路的理论知识；具备模拟电路基本电路的设计能力；具备模拟电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。

要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、光控：白天，光照强，灯灭；晚上，光照弱，灯亮2、声控在晚上起作用：有声音，灯亮，延时30秒，灯灭；无声音，灯灭3、路灯用25W灯泡模拟4、安装调试并完成符合学校要求的设计说明书时间安排：一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录1声光控制路灯电路设计内容 (1)1.1设计要求 (1)1.2设计目的 (1)1.3设计方案 (1)1.4原器件的选择 (2)2 电路焊接及调试 (5)2.1电路原理图的设计 (5)2.3焊接元件 (5)2.4测试与调试 (6)3 元件清单 (8)4 课程设计心得体会 (9)5 参考文献 (10)本科生课程成绩测定表 (11)1声光控制路灯电路设计内容1.1设计要求用光控电路和声控电路两个控制电路，以及一个运放器来实现发光二极管的延时功能。

要求：1、光控：白天，光照强，灯灭；晚上，光照弱，灯亮2、声控在晚上起作用：有声音，灯亮，延时30秒，灯灭；无声音，灯灭1.2设计目的通过此次声光控制电灯电路的设计，了解常用电子电路设计的思路与过程，了解怎么通过PROTEL DXP绘制电路原理图，培养应用所学知识指导实践的能力。

同时，掌握声光控电路的基本原理，其所涉及的声光信号的采集以及信号的处理，将声光信号转换为电信号，然后通过BJT放大以及电容滤波，我们应该了解其时间控制电路，如何通过BJT控制继电器等。

1.3设计方案方案设计框图如图一所示：图1-1 声光控延时电路方框图由图可以看出，整个电路分为四大部分：声光采集部分、控制部分、延时部分、继电器照明部分。