畢業設計說明書題目：聲光雙控節能燈產品設計工藝設計方案設計√類型：學生姓名：學號：學院：電子信息工程學院專業：機電一體化班級：學校指導教師：企業指導教師：2016年4月25日摘要隨著現代科學技術的發展，越來越多的高科技節能產品出現在我們的日常生活中。其中聲光雙控燈照明幾乎在每一個居民樓盤的樓道、車庫以及行道都能見到。聲光雙控節能燈由光敏電阻，話筒（MIC），LM393，繼電器以及LED燈組成。聲光雙控節能燈是在有光照的情況下，有聲音產生也不亮燈；在無光照的情況下，沒有聲音時不亮燈；在無光照且有聲音產生時亮燈。由于只有在特定情況下（無光照且有聲音產生）才能自動亮燈，所以實現了節能的目的。電路中繼電器的使用，也保證了燈泡壽命的延長。為人們的日常生活提供了很多便捷之處。關鍵詞：光敏電阻；聲光雙控；繼電器；傳感器目錄1.緒論 41.1 選題依據和意義 41.2設計目標和任務 41.2.1設計目標 41.2.2設計任務 42.電路設計 52.1 光控電路 52.1.1 電路圖（光控電路） 52.1.2材料清單（光控電路） 52.2聲控電路 62.2.1電路圖（聲控電路） 62.2.2材料清單（聲控電路） 62.3聲光雙控電路組合設計 72.3.1組合電路示意圖 72.3.2材料清單（組合電路） 73.主要元器件介紹 73.1 駐極體話筒（MIC） 73.2光敏電阻 93.3電位器 103.4LM393芯片結構與原理 114.調試 12參考文獻 13致謝 14附錄作品照片 15緒論選題依據和意義如今居民生活方式都追求便利，同時也呼吁節省能源。使用傳感器，利用光、聲等控制，首先方便居民在樓道、車庫、行道等地方夜晚的行走，在電路中，繼電器的使用也使燈的亮滅受到合理的控制，實現節省能源的主題。1.2設計目標和任務1.2.1設計目標光聲雙控燈常應用于人們居所的樓道照明。傳感器制作的光聲雙控燈，采用集成電路，在白天或有光照的情況下，由于光敏電阻特性，電路被斷開，聲音并不會使燈亮；反之，在夜晚或黑暗的情況下，利用人發出的一系列聲音，經聲音接收器轉換成電信號，使電路工作從而亮燈。實現了方便使用、省電省能能力強等現代理念。通過這次設計，進一步了解它的發明原理，將書本知識運用到實驗中，可提高我們的動手能力、思維活動性以及研究意識。1.2.2設計任務選擇光敏電阻為核心控制器件，通過話筒（MIC）接收聲音，利用LM393放大，將此電信號直接控制燈的亮滅。在電路中使用繼電器，在節能的前提下，也能保證燈的壽命。檢驗時，將靈敏度調至一個合適的范圍，避免使用時出現在黑暗情況下，有聲音信號也不亮燈的現象。實現在黑暗且有聲音產生時才亮燈的智能燈。達到便利以及節能的目標。 電路設計光控電路電路圖（光控電路）圖2.1光控電路圖2.1.2材料清單（光控電路）表2.1光控模塊材料清單表電阻1K（3個）4.7K（1個）10K（2個）電位器10K（1個）光敏電阻5528（1個）電容104（2個）100uf(1個)貼片二極管1N4007（2個）貼片LED燈紅（1個）綠（1個）三極管8550（1個）LM393芯片1塊繼電器5V（1個）接線端301-2P（1個）301-3P（1個）PCB板1塊排針若干2.2聲控電路2.2.1電路圖（聲控電路）圖2.2聲控電路圖2.2.2材料清單（聲控電路）表2.2聲控模塊材料清單表電阻1K（3個）510K（1個）10K（2個）51K（1個）電位器10K（1個）駐極話筒MIC（1個）電容104（4個）貼片LED燈紅（1個）綠（1個）三極管s9014(1個)LM393芯片1塊PCB板1塊排針若干2.3聲光雙控電路組合設計2.3.1組合電路示意圖圖2.3組合電路示意圖2.3.2材料清單（組合電路）表2.3組合電路焊接材料清單PCB板1塊排針若干導線若干主要元器件介紹駐極體話筒（MIC）圖3.1駐極體話筒圖3.2駐極體話筒原理圖聲電轉換的關鍵元件是駐極體振動膜。它是一片極薄的塑料膜片，在其中一面蒸發上一層純金薄膜。然后再經過高壓電場駐極后，兩面分別駐有異性電荷。膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連通。膜片的另一面與金屬極板之間用薄的絕緣襯圈隔離開。這樣，蒸金膜與金屬極板之間就形成一個電容。當駐極體膜片遇到聲波振動時，引起電容兩端的電場發生變化，從而產生了隨聲波變化而變化的交變電壓。駐極體膜片與金屬極板之間的電容量比較小，一般為幾十pF。因而它的輸出阻抗值很高(Xc=1/2~tfc)，約幾十兆歐以上。這樣高的阻抗是不能直接與音頻放大器相匹配的。所以在話筒內接入一只結型場效應晶體三極管來進行阻抗變換。場效應管的特點是輸入阻抗極高、噪聲系數低。普通場效應管有源極(S)、柵極(G)和漏極(D)三個極。這里使用的是在內部源極和柵極間再復合一只二極管的專用場效應管。接二極管的目的是在場效應管受強信號沖擊時起保護作用。場效應管的柵極接金屬極板。這樣，駐極體話筒的輸出線便有兩根。即源極S，一般用藍色塑線，漏極D，一般用紅色塑料線和連接金屬外殼的編織屏蔽線。3.2光敏電阻圖3.3光敏電阻圖3.4光敏電阻結構圖光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達1~10M歐,在強光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特性）與人眼對可見光（0.4~0.76）μm的響應很接近，只要人眼可感受的光，都會引起它的阻值變化。設計光控電路時，都用白熾燈泡（小電珠）光線或自然光線作控制光源，使設計大為簡化。3.3電位器圖3.5電位器圖3.6電位器原理圖電位器是具有三個引出端、阻值可按某種變化規律調節的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動的電刷組成。當電刷沿電阻體移動時，在輸出端即獲得與位移量成一定關系的電阻值或電壓。電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器。3.4LM393芯片結構與原理圖3.7LM393芯片圖3.8LM393引腳接線圖LM393是高增益,寬頻帶器件，像大多數比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產生耦合，則很容易產生振蕩。這種現象僅僅出現在當比較器改變狀態時，輸出電壓過渡的間隙，電源加旁路濾波并不能解決這個問題，標準PC板的設計對減小輸入-輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號，而且增加甚至很小的正反饋量(滯回1.0~10mV)能導致快速轉換,使得不可能產生由于寄生電容引起的振蕩，除非利用滯后，否則直接插入IC(集成電路板integratedcircuit，縮寫:IC)并在引腳上加上電阻將引起輸入-輸出在很短的轉換周期內振蕩，如果輸入信號是脈沖波形，并且上升和下降時間相當快，則滯回將不需要。比較器的所有沒有用的引腳必須接地。LM393偏置網絡確立了其靜態電流與電源電壓范圍2.0~30V無關。通常電源不需要加旁路電容。差分輸入電壓可以大于Vcc并不損壞器件，保護部分必須能阻止輸入電壓向負端超過-0.3V。LM393的輸出部分是集電極開路，發射極接地的NPN輸出晶體管，可以用多集電極輸出提供或ORing功能。此輸出能作為一個簡單的對地SPS開路(當不用負載電阻沒被運用)，輸出部分的陷電流被可能得到的驅動和器件的β值所限制。當達到極限電流(16mA)時，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升.輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm的γSAT限制。當負載電流很小時,輸出晶體管的低失調電壓(約1.0mV)允許輸出箝位在零電平。調試焊接完成之后，對照電路圖，首先檢查的是是否有漏接和短路情況。使用萬用表電阻檔，若檢測有電阻，則兩點之間連通；反之，則說明兩點之間沒有連通。短路和漏接檢查沒問題之后，接通12V交流電源進行測試。此時光控模塊和聲控模塊的電源指示燈亮。若不亮，則回路焊接有問題。遮住光敏電阻，光控模塊亮燈，聲控模塊不亮燈，若光控模塊不亮燈或者時亮時不亮，則靈敏度問題，調節光控模塊電位器；之后再產生聲音，此時聲控模塊也亮燈。若需要很大的聲音才亮燈，調節聲控模塊的電位器至一個合適的度。達到以上的要求說明電路已經調試成功。5.結論本次畢業設計成功的制作出了一個節能的聲光雙控燈，功能為：1.在有光照的情況下，無論任何情況下，都不亮燈。2.在無光照的情況下，有聲音產生時，亮燈。3.靈敏度適宜。此次設計方便群眾在樓道、車庫、行道無光照的情況下，正常行走；安全節電省能，使用壽命長，成本低。有很大的實用性。通過本次設計，我進一步地熟悉了各元器件的工作原理和功能，強化了焊接電路的能力。思考和動手能力得到加強。但是