【正文】 第四章 總結(jié)與展望本文研究的聲光控制開(kāi)關(guān)是一種集聲控、光控、延時(shí)于一體的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，主要是通過(guò)對(duì)聲光控制開(kāi)關(guān)的各部分電路（如聲控電路、光控電路、延時(shí)電路、開(kāi)關(guān)電路等）做出詳細(xì)、簡(jiǎn)單、明了的設(shè)計(jì)，介紹有關(guān)元器件的使用方法，系統(tǒng)安裝和測(cè)試方法等方面，試圖以最簡(jiǎn)單的表述對(duì)聲光控制開(kāi)關(guān)從最基本的電路設(shè)計(jì)，到系統(tǒng)的焊接、調(diào)試、安裝工藝等整個(gè)聲光控制開(kāi)關(guān)電路的制作工藝給予詳細(xì)介紹，有助于初學(xué)者能夠快速掌握聲光控制開(kāi)關(guān)電路的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，讓每個(gè)電子愛(ài)好者都能親自動(dòng)手設(shè)計(jì)出自己的聲光控制開(kāi)關(guān)，增加對(duì)電子設(shè)計(jì)的興趣。注意電流放大倍數(shù)(β)用萬(wàn)用表可以測(cè)量,將量程開(kāi)關(guān)撥到hFE位置,并使兩表筆分開(kāi),把被測(cè)三極管插入測(cè)試插座,即可讀出管子的放大倍數(shù)。駐極體話筒Multisim仿真軟件中也沒(méi)有，用信號(hào)源V1和開(kāi)關(guān)JI代替，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，表示沒(méi)有聲音信號(hào)輸入，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，表示有聲音信號(hào)輸入。C單位最小值最大值最小值標(biāo)準(zhǔn)值最大值最小值最大值VOL低電壓輸出VDD=5VVDD=10V (IO1uA)VDD=15V0000,05VVVVOH高電壓輸出VDD=5VVDD=10V (IO1uA)VDD=15V51015VVVVIL低電壓輸入VDD=5V,VO=VDD=10V,VO=VDD=15V,VO=246VVVVIH高電壓輸入VDD=5V,VO=VDD=5V,VO=VDD=10V,VO=VDD=15V,VO=369VVV表1 CD4011的靜態(tài)參數(shù)整體電路系統(tǒng)原理圖如圖9所示，系統(tǒng)采用CD4011為核心控制晶閘管的導(dǎo)通與斷開(kāi)，二極管D2D5組成橋式整流電路將220V交流電變成直流電壓，再經(jīng)過(guò)R7限流，D6穩(wěn)壓，C2濾波輸出12V直流電壓，為集成塊CD4011及三極管Q1提供所需的直流電壓。在該電路中與非門1和與非門2組成聲音信號(hào)和光信號(hào)與邏輯電路；與非門與非門4和電阻R7組成可控硅觸發(fā)電路。利用光敏電阻的阻值隨光照強(qiáng)度變化的特點(diǎn)，將光敏電阻與電阻等元器件一起構(gòu)成光電壓采樣控制電路，光信號(hào)的強(qiáng)弱由光敏電阻轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的強(qiáng)弱，然后與聲控電路采集到的電信號(hào)一起送到延時(shí)開(kāi)關(guān)電路，只要轉(zhuǎn)化來(lái)的電信號(hào)強(qiáng)度能夠達(dá)到一定程度就能觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路，使其導(dǎo)通或截止，從而達(dá)到光信號(hào)自動(dòng)控制聲控信號(hào)的目的。由于電路的設(shè)計(jì)對(duì)元器件的要求較高，因此電路設(shè)計(jì)中所用到的元器件特別是半導(dǎo)體器件必須要保證較高的靈敏度，各元器件的性能參數(shù)也要精確穩(wěn)定，只有這樣電路才能高效工作，正常發(fā)揮電路應(yīng)有的功能。放大電路整流電路延時(shí)電路開(kāi)關(guān)電路光控電路聲控電路圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖所謂橋式整流電路，就是用二極管組成的一個(gè)整流電橋，整流電路如圖2所示，它是由圖中的極管DDDD組成，其功能是將220V的交流市電轉(zhuǎn)換為直流電壓以提供后續(xù)聲控電路、光控電路延時(shí)電路及開(kāi)關(guān)電路等電路所需的工作電壓。（2）功耗要小。半導(dǎo)體三極管內(nèi)部?jī)蓚€(gè)PN結(jié)的4種偏置方式中，為體現(xiàn)放大作用，首先必須保證有足夠多的多子運(yùn)動(dòng)，所以發(fā)射結(jié)要正偏，這樣發(fā)射區(qū)能不斷向基區(qū)發(fā)射載流子；其次，集電極電流必須由非集電極本身的多子運(yùn)動(dòng)形成，才能體現(xiàn)其電流控制作用，因此，集電結(jié)要反偏。，但其控制電路故障率較高，尤其是在外界噪聲較大的環(huán)境使用，頻繁讓開(kāi)關(guān)開(kāi)啟或關(guān)閉很容易燒壞元器件，使用壽命一般都不長(zhǎng)，故單個(gè)的聲控系統(tǒng)性能較差。自動(dòng)控制原理是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機(jī)器，設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（統(tǒng)稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控制量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。第二代：1990年奇勝電器率先在國(guó)內(nèi)引入面板開(kāi)關(guān)，由此國(guó)內(nèi)開(kāi)關(guān)進(jìn)入了按鈕開(kāi)關(guān)時(shí)代，按鈕開(kāi)關(guān)以其優(yōu)良的耐用性在國(guó)內(nèi)盛行了10年，雖然目前這類產(chǎn)品在市場(chǎng)仍有一定的需求，但由于這種開(kāi)關(guān)安裝方法即不安全也不科學(xué)，逐漸被其它開(kāi)關(guān)所取代。然而，目前紅外電子開(kāi)關(guān)性能雖然較為理想，但安裝復(fù)雜，成本較高，還不適合在日常家庭生活及普通公共場(chǎng)所使用；無(wú)線電波電子開(kāi)關(guān)的綜合性能尚不理想，該開(kāi)關(guān)的作用范圍較小 ,本身耗電也比聲光開(kāi)關(guān)大，若要增大作用范圍 ,勢(shì)必要加大發(fā)射功率,耗電量也隨之增大。本系統(tǒng)使用的是分離元器件，電路明了，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，克服了現(xiàn)有聲光控制開(kāi)關(guān)成本高、體積大等缺點(diǎn)，同時(shí)還大大減少了維修量，不僅節(jié)約了資金，更節(jié)約了能源，是家庭及公共場(chǎng)所理想的照明開(kāi)關(guān)，特別適用于樓梯、走廊、倉(cāng)庫(kù)、廁所等公共場(chǎng)所的照明自動(dòng)控制。 作者簽名: 二〇一一年六月一十八日本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。而且對(duì)于聲音信號(hào)感應(yīng)的靈敏度和對(duì)光信號(hào)感應(yīng)的靈敏度能夠調(diào)節(jié)，還可以人為設(shè)定延時(shí)時(shí)間。delay circuit目 錄引 言 1第一章 緒論 2 2 3第二章 聲光控制原理分析及信號(hào)放大 4 4 4 4 信號(hào)放大 5 5第三章 聲光控制開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì)及其性能分析 6 6 6 7 9 10 12 13 14 16 17 18 19 19第四章 總結(jié)與展望 20 20 20參考文獻(xiàn) 21謝 辭 23濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）引 言隨著電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，公共場(chǎng)所照明控制技術(shù)也得到逐步更新，除現(xiàn)在已有的空氣開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)外，還有紅外電子開(kāi)關(guān)和無(wú)線電波電子開(kāi)關(guān)。第一代：從燈具發(fā)明以來(lái)一直到上世紀(jì)80年代中后期，這個(gè)時(shí)期是以拉線開(kāi)關(guān)為代表的機(jī)械時(shí)代，這種開(kāi)關(guān)價(jià)格便宜、安裝簡(jiǎn)便，但繩子很容易被拉斷。經(jīng)過(guò)千百年來(lái)的提煉，尤其是近半個(gè)世紀(jì)工業(yè)實(shí)踐的普遍應(yīng)用，自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成為人類科技文明的重要組成部分，隨著新型制造業(yè)的興起和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用也將進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代，本文的聲光控制開(kāi)關(guān)則是自動(dòng)控制原理的最基本應(yīng)用。本系統(tǒng)中，利用光敏電阻將外界光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后與聲控電路轉(zhuǎn)化來(lái)的電信號(hào)一起送入后續(xù)開(kāi)關(guān)電路，通過(guò)開(kāi)關(guān)電路達(dá)到控制開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟或關(guān)閉的目的。要了解半導(dǎo)體三極管放大原理，就要分析其內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)情況，首先必須要使半導(dǎo)體三極管有一個(gè)合理的偏置。這是對(duì)控制電路性能最基本的要求，否則對(duì)燈的自動(dòng)控制能力會(huì)變?nèi)?，?yán)重時(shí)可能還會(huì)失去自動(dòng)控制功能。聲控電路通過(guò)駐極體話筒采集聲音信號(hào)，將采集到的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，光控電路通過(guò)光敏電阻采集光強(qiáng)信號(hào)，將采集到的光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后與駐極體話筒采集到的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化而來(lái)的電信號(hào)一起送到三極管放大電路，經(jīng)放大電路放大以后觸發(fā)開(kāi)關(guān)電路工作，從而控制受控開(kāi)關(guān)的閉合，以達(dá)到控制燈亮或燈滅以及燈亮?xí)r間長(zhǎng)短的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的聲光自動(dòng)控制功能。由于所形成的電容器的電容量很小，使得駐極體話筒轉(zhuǎn)化來(lái)的電信號(hào)相對(duì)較弱，轉(zhuǎn)換的電信號(hào)必須經(jīng)過(guò)一定放大才能起到良好的控制作用，可作為放大用的電路有功率放大電路、運(yùn)算放大電路等，通常都選用運(yùn)算放大電路，運(yùn)放電路不僅可以提高信號(hào)的輸出電壓，而且還可以抑制零點(diǎn)漂移，但是使用運(yùn)放電路會(huì)大大增加電路的體積和成本；而采用晶體三極管組成的放大電路來(lái)放大駐極體話筒產(chǎn)生的電信號(hào)，不僅簡(jiǎn)化了聲控電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且對(duì)聲音信號(hào)的控制作用也更榮易實(shí)現(xiàn)，因此本文使用由三極管組成的放大電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱信號(hào)的放大。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光照強(qiáng)度的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。整個(gè)電子開(kāi)關(guān)的核心器件是集成電路CD4011，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖8所示，它是一個(gè)四二輸入與非門集成電路，其中2腳和3腳分別為與非門1的輸入和輸出端；6和4腳分別為與非門2的輸入與輸出端；9腳和10腳分別為與非門3的輸入和輸出端；113腳和11腳分別為與非門4的輸入和輸出端；7腳接地；14腳接電源[[] [M].北京:高等教育出版社,2006.]。C+125176。白天，光敏電阻阻值較小，用阻值為20K的電阻代替；夜晚，光敏電阻阻值很大，用阻值為10M的電阻代替，這也正是光敏電阻與普通電阻的區(qū)別之處。:電子制作中常用的三極管有90系列,這里使用9013或9014(NPN)。本設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了燈泡在白天或光線較亮的情況下，無(wú)論外界有沒(méi)有聲音信號(hào)燈都不亮，而在晚上或光線較暗情況下外界有講話聲、口哨聲、拍手聲等聲音信號(hào)時(shí)才亮的功能，并且可以自動(dòng)延時(shí)一段時(shí)間，總體達(dá)到了系統(tǒng)設(shè)計(jì)