文档介绍：电子电路综合设计实验报告
题目: 简易声光控照明系统的设计与实现
院系: 电子工程学院
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摘要:
本文主要介绍了如何利用NE555,和可控硅制作简易声光控照明系统,以及该系统的电路组成、工作原理及相关元器件的选择与检测方法,通过对这些问题的详细分析,探讨了电路设计所需的注意事项及电路调试方法。同时其核心部分(声光控电子开关)也可为控制其他复杂电路提供一定的参考价值。
关键词:声光控延时开关 NE555 可控硅电路原理元器件
实验目的
1)了解一种声光控照明系统的工作原理,在实践中加深对元器件选择及检测方法的理解。
2)掌握一种简易声光控照明系统的设计方法。
提高独立设计电路和验证实验的能力。
实验任务要求
设计实现一个简易自动照明控制系统,设计指标要求如下:
当环境明亮情况下,照明系统自动关闭。
当环境昏暗情况下,可以通过声音自动触发照明系统。
最小照明时间要求不低于10s。
12V交流电源的设计。
实验设计
1、设计主体思想:
该系统主要由声光控延时开关和照明电路两部分组成,通过声光控电子开关控制照
明系统的导通与截止,实现对照明的控制,以及利用NE555来实现照明系统的照明时
间的控制。
2、工作原理:
声光控延时电路:整个电路由四部分组成,分别为,整流稳压电路,话筒声控电路,
光敏控制电路和NE555定时触发电路。
整流稳压电路:AC1、AC2 之间接12V 交流电, 经过D1~D4 桥式整流得到12V 左
右的直流。通过D7,R1、C1 稳压管DW进行降压滤波, 为后面的低压直流电路提供
VCC( +) 电压。
话筒声控电路:话筒MK 把声音信号采集后经过Q1、Q2 两级共射放大, 后经C4 输
出, 其中负跳变脉冲通过二极管D5 送555 定时器的触发输入端( 2 引脚TRIG) , 使该
脚电位拉低。
光敏控制电路:光敏电阻RL 把光信号采集后转换为电信号, 通过改变R9两端的电
压来控制555定时器触发输入端电位。光线强时, 光敏电阻值较小, R9 两端电压为6~
9V, 光线暗时, 光敏电阻值较大, R9 两端电压降至4~5V。
可见, 话筒声控电路和光敏控制电路共同控制555 定时器的触发输入端, 实现了声
光两信号的逻辑“与”, 即声光双控功能。具体而言, 在光线强的时候, 不论是否有声
音, /3 以上, 不能触发555 定时器; 在光线弱的时候, 若
有声音信号, /3 以下, 从而触发555 定时器。
NE555定时触发电路:定时器在此电路中用作单稳态触发器。当触发输入端低于
VCC/3( 3V) 时, 555 定时器进入暂稳态, 输出高电平8V, 触发单向可控硅MCR22-8 导
通使灯炮点亮。灯泡点亮后, 光敏电阻值减小, R9两端电压升高, 使定时器触发输入端
/3 以上。灯泡点亮时间约为12秒。
3、几个关键技术
Q1、Q2 工作状态为了防止光照失控, 三极管Q1 和Q2的工作状态要满足一定
的要求。由于Q1 是初级放大, 因此尽量使其工作在放大状态。而Q2要工作在近饱和状
态(VCE≈2V) , 声音信号放大后的负脉冲信号使555 定时器的触发输入端电位最大下
拉2V, 从而可以避免声音信号在光线强的环境下产生误控。下面用图解法说明这个问
题。其中图3- 1 表示Q2 的工作状态, 图3- 2 和3- 3 分别表示声音信号在光强和光弱
下对555 定时器触发输。
图3—1
图3—2 图3—3
保证声控效果的关键技术:由于Q2 工作在近饱和状态, 因此当声音信号到来时, 经C4 输出的正脉冲可使D5 阴极电位上升( 测量值为14V 左右) 。显见, D5 两端所加的反向电压值在光线弱的环境下最高可达10V 左右。这样会带来两个问题: 一是D5 易被击穿; 二是声音信号放大后无法顺利通过D5 控制定时器的触发输入端。经测试,接入D6 之后, 即可解决这两个问题。
提高灵敏度和可靠性的关键技术:电阻R 的大小对提高灵敏度和可靠性起决定性作用。为了提高灵敏度, 该电容容量不宜过大, 否则由于电阻阻值较大,在无光状态状态是两端电压较大,即使此时有声音脉冲输入,也无法将电压拉低至能触发NE555输出高电平的条件;该电阻阻值也不宜过小,否则,一旦进入无光状态,小灯泡将直接亮起,话筒声控电路将失去作用。因此,我们在此串联了一个阻值为Ω,并选取R 为Ω。R2的大小是调节声控灵敏度的关键,太小则过于灵敏,太大则效果会不明显,因此我们在这选择其为Ω。
NE555相关介绍
功能说