声光控开关的设计
引言 5
一、总体设计方案 6
（一）、方案论证 6
二、主要选用元件介绍 8
（一）、光敏传感器 8
（二）、驻极体话筒 9
1、概述 9
2、构造与原理 9
3、驻极体话筒与电路的接法有两种： 10
三、系统各模块电路设计 11
（一）、声控电路设计 11
（二）、整流电路 11
1、倍压整流电路 12
2、桥式整流电路 12
（三）、光控电路设计 13
（四）、电子开关 14
（五）、延时电路 15
四、电路仿真 17
结束语 19
附录一 20
附录二 21
参考文献 22
致谢23
引言
科技的进步使电灯的样式、种类以及对灯的控制方式千变万化，随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以我们要建立起节约能源的意识。
电能的节约首当其冲，而电灯的使用最为普遍，所以设计一种自动控制灯开关的电路是非常必要的，声控灯开关就是其中的一种。
声控电路已成为人们日常中不可缺少的必须品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活带来及大的方便。
因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如跺脚）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于本电路应用于人们的日常生活中，所以，起到很大的作用
一、总体设计方案论证
该课 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
题声光控电子开关是一种利用声、光双重控制的无触点开关,电路 由交流开关，电子开关，整形电路，检波器，声音放大电路组成，。 晚上，光线变暗时，可用声音自动开灯，白天光线充足时，无论多大的声音干扰也不能开灯。它特别适用于住宅楼、办公楼楼道、走廊、仓库、地下室、厕所等公共场所的照明看自动控制，是一种集声、光、定时于一体的即节电又方便的自控开关
方案一：声光控照明节电开关电路方框图如图1所示。
工作原理：当此周围有声音信号时，MIC将声音信号接收后经声控电路放大，再经整流电路转变为电压信号传入光控电路中。当有光照照在光控电路中的光敏电阻上时，其阻止变小，对直流控制电压衰减很大，导致电子开关处于截止状态。这时延时电路将不会工作，使单向可硅管处于截止状态，灯泡不亮。当没有光时延时电路工作，使单向可硅管导通，同时控制交流开关，灯泡亮。
方案二：声光控照明节电开关电路方框图如图2所示。
本电路为一声光自动控制白炽灯开关。白天或者夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。电路主要由555集成电路和声控专用集成电路BH-SK-I组成。白天或者夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。
声控照明电路的主要原理：是利用了声学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。
方案选择：考虑到电源的稳压性能，和器件的价格，结构简单，安装方便，适用性强。根据对比采用方案一进行电路设计。
二、主要选用元件介绍
（一）、光敏传感器
光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。 光敏传感器的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、光电耦合器、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。
光敏电阻器又叫光感电阻，其工作原理是基于内光电效应。光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
光敏电阻的符号如图3所示。
图3 光敏电阻
构成与原理：用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。
在黑暗环境里，它的电阻值很高，通常大于1MΩ。当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。
光电特性：在光敏电阻两级电压固定不变时，光照度与电阻及电流间的关系称为光电特性，光电特性曲线如图4所示
图4光敏电阻特性曲线
（二）、驻极体话筒
1、概述
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
2、构造与原理
驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。
声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc＝1／2~tfc)，约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。
一、总体设计方案 6
（一）、方案论证 6
二、主要选用元件介绍 8
（一）、光敏传感器 8
（二）、驻极体话筒 9
1、概述 9
2、构造与原理 9
3、驻极体话筒与电路的接法有两种： 10
三、系统各模块电路设计 11
（一）、声控电路设计 11
（二）、整流电路 11
1、倍压整流电路 12
2、桥式整流电路 12
（三）、光控电路设计 13
（四）、电子开关 14
（五）、延时电路 15
四、电路仿真 17
结束语 19
附录一 20
附录二 21
参考文献 22
致谢23
引言
科技的进步使电灯的样式、种类以及对灯的控制方式千变万化，随着社会的发展，资源的大量开采，能源在逐渐的减少，所以我们要建立起节约能源的意识。
电能的节约首当其冲，而电灯的使用最为普遍，所以设计一种自动控制灯开关的电路是非常必要的，声控灯开关就是其中的一种。
声控电路已成为人们日常中不可缺少的必须品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活带来及大的方便。
因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如跺脚）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于本电路应用于人们的日常生活中，所以，起到很大的作用
一、总体设计方案论证
该课 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
题声光控电子开关是一种利用声、光双重控制的无触点开关,电路 由交流开关，电子开关，整形电路，检波器，声音放大电路组成，。 晚上，光线变暗时，可用声音自动开灯，白天光线充足时，无论多大的声音干扰也不能开灯。它特别适用于住宅楼、办公楼楼道、走廊、仓库、地下室、厕所等公共场所的照明看自动控制，是一种集声、光、定时于一体的即节电又方便的自控开关
方案一：声光控照明节电开关电路方框图如图1所示。
工作原理：当此周围有声音信号时，MIC将声音信号接收后经声控电路放大，再经整流电路转变为电压信号传入光控电路中。当有光照照在光控电路中的光敏电阻上时，其阻止变小，对直流控制电压衰减很大，导致电子开关处于截止状态。这时延时电路将不会工作，使单向可硅管处于截止状态，灯泡不亮。当没有光时延时电路工作，使单向可硅管导通，同时控制交流开关，灯泡亮。
方案二：声光控照明节电开关电路方框图如图2所示。
本电路为一声光自动控制白炽灯开关。白天或者夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。电路主要由555集成电路和声控专用集成电路BH-SK-I组成。白天或者夜晚光线较亮时，光控部分将开关自动关断，声控部分不起作用。当光线较暗时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强达到一定程度时，电路自动接通，点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号触发。
声控照明电路的主要原理：是利用了声学和电子学的原理即用声音传感器将声音信号换成电信号从而推动触发器触发使电路导通工作。
方案选择：考虑到电源的稳压性能，和器件的价格，结构简单，安装方便，适用性强。根据对比采用方案一进行电路设计。
二、主要选用元件介绍
（一）、光敏传感器
光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。 光敏传感器的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、光电耦合器、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。
光敏电阻器又叫光感电阻，其工作原理是基于内光电效应。光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
光敏电阻的符号如图3所示。
图3 光敏电阻
构成与原理：用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。
在黑暗环境里，它的电阻值很高，通常大于1MΩ。当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对增加了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将逐渐复合，光敏电阻的阻值也就逐渐恢复原值。
光电特性：在光敏电阻两级电压固定不变时，光照度与电阻及电流间的关系称为光电特性，光电特性曲线如图4所示
图4光敏电阻特性曲线
（二）、驻极体话筒
1、概述
驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中。属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。
2、构造与原理
驻极体话筒由声电转换和阻抗变换两部分组成。
声电转换的关键元件是驻极体振动膜。它是一片极薄的塑料膜片，在其中一面蒸发上一层纯金薄膜。然后再经过高压电场驻极后，两面分别驻有异性电荷。膜片的蒸金面向外，与金属外壳相连通。膜片的另一面与金属极板之间用薄的绝缘衬圈隔离开。这样，蒸金膜与金属极板之间就形成一个电容。当驻极体膜片遇到声波振动时，引起电容两端的电场发生变化，从而产生了随声波变化而变化的交变电压。驻极体膜片与金属极板之间的电容量比较小，一般为几十pF。因而它的输出阻抗值很高(Xc＝1／2~tfc)，约几十兆欧以上。这样高的阻抗是不能直接与音频放大器相匹配的。所以在话筒内接入一只结型场效应晶体三极管来进行阻抗变换。场效应管的特点是输入阻抗极高、噪声系数低。普通场效应管有源极(S)、栅极(G)和漏极(D)三个极。这里使用的是在内部源极和栅极间再复合一只二极管的专用场效应管。接二极管的目的是在场效应管受强信号冲击时起保护作用。场效应管的栅极接金属极板。这样，驻极体话筒的输出线便有三根。即源极S，一般用蓝色塑线，漏极D，一般用红色塑料线和连接金属外壳的编织屏蔽线。
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