声光控延时照明灯电路课程设计(编辑修改稿)

声光控延时照明灯电路课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

0uFC11CD1125VVin VoutGNDU1 7812~220GND+12V104C22104M/50VC21100uFC12CD1116V 图 32 电源电路图 第四章 光 控电路 该电路将外界的光强变化转化为电路输出电平的变化，其输出的电平信号 控制声控延时电路，从而实现对照明灯亮灭的控制。 第一节 电路原理图及各部分电路的 功能分析 通过对技术要求的解读可知，该电路可由光敏电阻和普通电阻组成的分 压电路及一片 555 定时器来实现，其原理电路图如图 41 所示。 图中 RL 为光敏电阻，在光线较弱或者是无光照射时，光敏电阻 RL 呈高阻状态，有 RLR2+RP1， 使得 555（ 1）的触发输入端 2 脚和阈值输入端 6 脚均为低电平即均小于 1/3VCC，则 555（ 2）输出高电平，将声控延时电路打开，使得晶闸管开关电路的开闭由声控延时电路控制；在有光照射时， RL 呈低阻状态，有 8 RL+R1 R2+RP1，则 555 定时器的 2脚和 6脚均为高电平，即都高于 2/3 VCC，此时 555 定时器输出低电平，将声控延时电路封锁， R1R3R2Rp1C4C512 345678U2555(1)RLGND+VCC输出接 555 （ 2 ）的 4 脚光敏电阻 图 41 光控电路原理图 使得开关电路中的晶闸管截止，照明灯熄灭。 原理图 41 中的的电阻 R1~R3均为保护电阻。 R R2分别与 RL和 RP1串联是为了防止在光敏电阻 RL 和 RP1阻值过小时电路发生短路。 R3为限流电阻，防止在光线较强时， RL阻值大大下降，造成电路电流过大而烧毁 555 定时器。 电容 C4为 保持电容，其具体工作情况如下：给电路通电之前，电容 C4未 储存电荷，因此其两端电压 VC为零， 555（ 1）的 2 脚和6 脚 则 为低电平。 在光线较强时，光敏电阻呈低阻状态， 使得 R3 R2+RP1，则电源通过 RL、 R R3 向电 容 快速充电 ， 使电容 电压 VC迅速升高到 2/3 VCC， 555（ 1）输出低电平将声控延时电路封锁。 由于电容 C4无放电回路，所以只要外界光线强弱不发生明显的变化，电容电容 C4两端的电压波动就不会太大，从而使 555（ 1）维 9 持输出低电平。 当外界光线较暗时， 光敏电阻呈高阻状态，使得RLR2+RP1， 电容 C4通过 R R RP1回路 放电，其两端电压 VC下降，当下降到低于 1/3VCC时， 555（ 1）输出高电平，声控延时电路开启。 基于 以上分析可知， 开始时，电路输出为高电平，电容 C4充电到电压为 2/3 VCC时 ，电路输 出发生反转，此后， 只要光线的强弱 变化不大 ，则电路的输出维持低电平；若光线较弱，则电容 C4放电，当电压 VC下降到 1/3VCC时，电路发生反转，输出高电平，同样，只要光线强弱变化不大，则电路的输出维持高电平。 因此 ，555（ 1）工作在施密特触发器模式。 第二节 电路元件参数 整定 一、电路中元件参数的计算及型号选择 光敏电阻 RL 的选择要求是亮阻与暗阻相差倍数愈大愈好。 经查资料， MG4514型光敏电阻满足要求 ， 其 最大亮阻（ 10KΩ）与最小暗 阻 （ 10MΩ）相差 1000 倍， 反应时间小于 20ms。 下面利用这两个阻值来确 定 R R R3的值。 在光线较强时， RL1=10 KΩ，此时应有， 555（ 1）的 2脚和 6脚的电压大于 2/3VCC,假设就等于 2/3VCC， 并将电位器的取值定为100 KΩ ，则有 VCC(R2+RP1)/[（ RL1+R1） +(R2+RP1)]= 2/3VCC （ 41） 当 RP1=100 KΩ 时，有 2R1R2=80（ KΩ） （ 42） 若取 R2=51KΩ，则 R1=15KΩ。 确定 R3的值，使得在 RL 最小时，电路中的电流不超过 555 定时器的最大允许电流就行了。 取 R3=10KΩ。 R1~ R3均采用 1/8W 金 10 属膜电阻 ，如 RJ451/8W； RP1采用 WH系列 碳膜 电位器，如 WH148型。 电阻 与电源电路中一样，电容 C4用铝电解电容， 耐压值为 16V就能满足要求，即可采用 CD1116V 型；为使电路的充放电时间常数尽量小，则电容的 C4容值要取得小一些，可取为 100μ F。 电容C5一般用 F的普通独石电容，如 103M/50V 型。 二、光控电路图 根据以上所确定的电路元件参数及型号，下面给出该电路的完整线路图，如图 42 所示。 15KR1RJ451/8W10KR3RJ451/8W51KR2RJ451/8W100KRp1WH148100uFC4CD1116VC5103M/50V12 345678NE555U2555(1)RLMG45GND+VCC输出接 555 （ 2 ）的 4 脚光敏电阻 图 42 光控电路图 第五 章 声控延时电路 该电路 受 光控电路的 控制，在外界光线较强时，该电路不起作用；在光线较弱时，该电路受外界声音信号的控制，其输出直 11 接控制晶闸管开关电路。 第一节 电路结构及功能分析 由对技术要求的解读可知，该电路由四部分构成，分别为：音频信号采集放大电路、模拟比较器电路、工作于单稳模式的 555定时电路及晶闸管开关电路。 电路原理图 如图 51所示。 12JTR4R5R6R8R9RP2R10VT1VT2C6C7U3uA74112345678NE555U4555(2)~220VR11C9C8R12VC10+VCCELSCRR7图 51 声控延时电路原理图 一、 电路结构 图中声电传感器件为压电陶瓷片 JT；晶体管 VT VT2及其偏置电路组成两级音频放大电路； 电阻 R7~R10及集成运放 U1组成模拟比较电路， 经放大后的声音信号， 从模拟比较器的反相输入端输入； 为了提高电路对声音信号的敏感性，在 555（ 2）的触发输入端（ 2脚）加上由 C R12组成的微分电路；定时器 555（ 2）工作于单稳态模式，电源对电容 C9的充电过程实现照明灯点亮时间的延迟； 555（ 2）的输出控制晶闸管 SCR， 晶闸管 SCR 与电灯 EL 12 串联，从而能够通过控制晶闸管的导通和截止来控制电灯 EL 的亮灭。 二、电路的工作原理 该电路中的 定时器 555（ 2）的复位端 4 脚，受光控电路中的定时器 555（ 1）的控制。 当外界光线较强时， 555（ 1）始终输出低电平，致使 555（ 2）的总是 处于复位状态，即输出始终为低电平，晶闸管 SCR 处于截止状态，灯 EL 不亮。 当外界光线较弱时， 由压电陶瓷片 JT 收集来的声音信号，经晶体管 VT VT2组成共射极放大电路放大后，加在模拟比较器的反相输入端。 比较器的基准电压由 R8 、 R9组成的分压电路提供 基准电压为 VREF=VCCR9/（ R9+R8） （ 51） 当外界有声音信号时，有 VI VREF，比较器输出低电平脉冲，经 CR12组成的微分电路后，变为低电平窄脉冲， 使 555（ 2）触发 翻 转为高电平，即进入暂态。 该高电平作用在晶闸管 VTH 的控制极 上 ，使晶闸管 导通，灯 EL 点亮。 由于 555（ 2）工作在单稳态。