Hebei Normal University of Science & Technology
模拟电子技术课程设计
—声光控电路设计
院系：机电工程学院
专业班级：电子信息工程1401 学号： 0414140124
学生姓名：
指导教师： ______闫栋梁 ______
成绩：
2016年6月
摘要
针对目前社会上很多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控路灯控制系统。
在现代社会中，某些场所灯光已经不再满足与单纯的手动开关，而是向智能和人性化方向发展，方便与节能已经是主题口号，所以各种光控灯应运而生，而且在光控基础上在发展成为更实用的声光控照明灯，所以研究声光控的原理是非常有必要的。
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LM324对信号放大并同时运用74LS08而输入与门构成逻辑电路，进行逻辑控制，给出是否亮灯的信号。此系统能很好的控制灯的亮灭，即在有声音和无光情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。
关键字：光敏电阻混合控制74LS08 与门
设计任务
1. ①光照度强（白天）灯不点亮，光照度暗（夜晚）灯可由声音控制。
②有声音是灯点亮否则不点亮。
2．设计电路结构，选择电路元件，计算确定元件参数，画出实用原理电路图。3．自拟实验方法、步骤及数据表格，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．批准后，进实验室进行组装、调试，并测试其主要性能参数。
系统组成及工作原理
1 总体设计思路
声光控路灯主要是依据光控原理和声控原理来设计的。利用光控电路可以根据光线的亮暗条件控制灯的使用。光控电路是由光敏电阻和可控硅组成。声控电路是为完善光控路灯而设计。在不同时段、不同的地点使用灯的机率也不同，声控可进一步节约能源。整个电路由电源，声控电路，光控电路等部分组成。电源由电网供电电压交流220V(有效值)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的电压信号。从而实现白天灯泡不亮晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，声控电路主要将声音信号转变为电信号，从而要实现自动控制。总体方框图如图1所示。
图1
2.1声控电路
如图2.2声控电路为声音信号采集电路，利用咪头（本电路用电位器代替咪头）在声音变化下电压发生改变的特性。当有声音时在输出端将输出一个大于2V的高电平，当没有声音时在输出端产生一个小于0.8V的低电平；在总电路的综合控制的基础上，没有声音时等不会亮，在有声音时灯有可能亮。
图2.1
2.2光控电路
利用光敏电阻的光照与无光照条件下的电阻变化大的特性，利用电阻串联分压式采取对应电压信息。接通电源后，当有光照射到光敏电阻Rg时，其阻值减小（几十K左右），在输出端将输出一个大于2V的高电平，反之光敏电阻Rg 没有光照时，其阻值增大（约为几M），输出端产生一个小于0.8V的低电平，在总电路的综合控制的基础上，有光时等不会亮，在没有光时灯有可能亮。Rg 采用MG45型光敏电阻器，要求亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好如图2.2。
由光敏电阻，滑动变阻器，电阻，NPN三极管及运算放大器LM358组成，如下图所示：
当光敏电阻受光照时，电阻减小，运放同向输入端为低电平；当光照较弱时，电阻增加，运放同向输入端为高电平。光控电路的输出信号经过电压跟随器后，将比较微弱的电流信号放大到能够识别的电流，然后由运放输出端将放大后的信号传给P1.6口。
电路图中的集电极电阻R16作为限流电阻，保护三极管；调节变阻器R15能够改变基极电流bi，从而控制发射结和集电极电流，进而控制整个光控电路对光信号的灵敏度。
图2.2
2. 3混合控制电路
当有声音时在输出端将输出一个大于2V的高电平，当没有声音时在输出端产生一个小于0.8V的低电平；有光音时在输出端将输出一个大于2V的高电平，当没有光时在输出端产生一个小于0.8V的低电平；当光控模块和声控模块同时产生一个大于2V的高电平时LM324两端才产生高电平，其他情况下LM32两端将产生一个低于1V的低电平。在总电路的综合控制的基础上，在夜晚有人经过时路灯点亮，在寂静无人的晚上路灯熄灭。，从而达到节约电能延长使用寿命的目的。
声光控路灯的混合控制模块总体参考方案图如图2.3所示。根据声控和光控提供的电压我们选择74LS08二输入与门芯片，它包括声音信号和光照度信号的74LS08逻辑控制模块和LM324放大两个个模块组成。从外界进行信号混合筛选和驱动控制系统，从而达到灯泡发亮的功能。
图2.3
系统调试
在三个模块分别调试成功的前提下，按照电路图将三个模块连接好，检查是否正确连接，连接正确时则可以接上220V的交流电源。遮住光敏电阻看是否灯泡发光，加上声音时看灯泡是否发光。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，没声音时灯泡不亮。如果达不到设计要求或根本不会出现所要的结果，可以用万用表和示波器逐个检测信号，再检查是否存在虚焊的问题。调试过程中如果发现电路不是怎么灵敏，可以调节声音检测放大系统的电位器，改变二极管基极的电压从而实现灵敏度的调节。在以上基础上，还需要多次上电调试，观察电路是否有其他状况，是否有不稳定的情况发生。如果电路不稳定择应立即排查原因。
选用器材
结论
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LM324对信号放大并同时运用74LS08而输入与门构成逻辑电路，进行逻辑控制，给出是否亮灯的信号。此系统能很好的控制灯的亮灭。
本系统可以控制路灯、楼梯、库房等灯光的智能照明，即在有光是灯始终不亮；在无光时当有声音时灯亮，无声音灯不亮。从而实现节能节电的效果。由于此电路在光线较暗时是否接通取决于声音的强弱，通过放大器对信号进行放大。本设计主要通过模块化思想，逐步实现设计所需达到的功能要求：声音检测放大模块是对外界声音信号的感应系统。光照度检测模块主要是感应外界光照度。在应用电子设计这门课程中，我选择做的题目是“声光控电路”。由于声光控制电灯在实际生活中应用十分广泛，它可以用于楼道，过道，仓库等场所，且光线强的时候，灯是怎样也不会亮，这样可以很好的省电，应用价值大，因此我做起来也十分有兴趣。
