六、方案选择

从实验的主要内容与要求中可以看出该电路可以有以下几个方案：

1.LED利用门电路来完成声光控的调节

电路图如下：

（图一）

LM317做LED的恒流源。本系统中4.7uF/400V的电解电容滤波后得到5V电压提供给4011，白天有光时，光电二极管D5选用2CU2A，暗电流小于等于0.2uA，光电流大于30uA，灵敏度大于等于0.5uA/Uw，呈低阻状态，IC1A中的1，2脚为低电位，3脚为高电位，白天不论有无声音，也不论IC1B中的4脚电位如何，IC1D中的13脚始终钳位于高电位，12脚也为高电位，因此11脚则为低电位，可控硅截止，LED灯不亮。D5夜晚无光照时，呈高阻状态，IC1A中的3脚为低电位，IC1D中的11脚为高，触发可控硅SCR导通，LED被点亮。同时10uF电容充电，充电之初IC1C中8，9脚为高电位，使12脚为低电位。声音一分钟之后IC1D中的13脚恢复高电位，但由于12脚为低电位，所以11脚继续保持高电位，灯继续被点亮。10uF电容继续充电，一分钟之后，IC1C中的8，9脚为低电位，11脚也翻转为低电位，可控硅截止，灯

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灭。

2.采用LM317供电

LED要恒流供电，不然容易老化损坏。可以用LM317，原理是利用317的启探控电压不变，再除电阻，就是恒流值。电路如下图。灯可以根据需求接多少个。改变R1可改变电流，电流=1.25/R1。

3.使用了数字集成电路cd4011

其内部含有4个独立的与非门IC1A~~IC1D，使电路结构简单，工作可靠性高。 电路图如下：

图三

在这几个方案中，由于我在学校学了数字电路和门电路，而且这个方法比较简单，又实用，能充分体现出我在校期间对所学知识掌握的程度，然而此系统成本低、易于实现为恒流电路，如果采用恒压电路则电压高不稳定，故此我选择了第三种方案。

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七、总体方案

1.课题分析

整流、稳压二极管；话筒；光敏二极管；可控硅开关等。能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果时间过长就应该减小电阻或电容的值，反之则增大。光敏二极管和话筒的高度也会使灯的时间受到影响。声光控节电开关,在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。该开关适用于楼道、走廊、洗涮间、厕所等公共场合，能节电并延长灯泡使用寿命。给人们的生活带来了很多的方便，受到了广泛的应用。本电路是采用分分离元件的声控延时电路，其电路原理图如下图所示（电路图见方案三），原理图说明：220V的灯充电直接整流。在输入端串联25W灯泡，输出端接可控硅（负载）供电电路稳压电路，稳压电路是给话筒放大，音频放大等提供8.2V直流电，话筒放大，可以把声音信号转换为电信号并放大，然后，经过音频放大器使信号达到足够大；检波音频信号的正半周，即：把音频信号转换为直流信号。经过延时电路以后送到控制电路，由控制电路去控制可控硅，若可控硅断开，则整流电路负载断开，若导通，则整流电路负载导通。光敏控制电路把光照变成电信号，从而去控制音频信号往后边输送情况。可见：本电路灯泡要受可控硅的控制，可控硅受话筒取得的音频信号和光敏电阻的控制，从而可以实现声控和光控；灯亮的时间由延时电路的时间长度决定。

2.设计方案

利用门电路来完成声光控的调节（见图一）

3.方案论证

整流电路采用桥式整流电路，二极管稳压电路加上滤波电容和电阻。可控硅开关起开关作用，

非常重要，由这个开关去控制整流电路的工作与否，从而控制灯的亮和熄。稳压电路需8.2V稳定电压，并要求不高所以我们采用它话筒放大 为实现声控功能，要设制话筒放大电路，主要是由话筒拾音电路（就是把声音信号变为电信号电路，由于声音微小，所以加放大电路）和放大电路组成。光敏控制电路实现光控的功能，可以有光敏电阻来实现。音频放大电路 因话筒输出的音频信号小，不能满足检波的需要，设制二极管音频放大电路，倍数几千上万倍。检波电路音频信号是交流信号，不用交流信号控制可控硅，需转换为直流信号，才能控制可控硅，因是小信号，要反映信号的蜂值电路线变化。延迟电路在灯点亮时需要有延迟，检波输出直流电压通过延迟电路是电压消失，保持一段时间，所保持时间的长短由延迟电路的参数决定，实际上延迟电路由RC电路组成，时间常数τ=RC，这是可控制电压。控制电路 是控制可控硅栅极的开关电路，它的输入由延时端的延时电路送来的电压控制，输出控制可控硅的导通情况。

论证方案：声源产生的声音信号，经声电转换器后转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器将幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路达到设计要求时间与设计要求功能，经执行机构直接控制负载动作。

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4.电路的工作原理

声光控延时开关的电路原理图见图三所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路

CD4011，其内部含有4个独立的与非门IC1A~~IC1D，使电路结构简单，工作可靠性高。

顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启\，若干分钟后延时开关“自动关闭\。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒MIC接收并转换成电信号，经c3耦合到ICIB基集进行电压放大，放大的信号送到与非门(IC1A)的2脚，r8偏置电阻，c6是电源滤波电容。

为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电二极管等元件组成光控电路，r9和D5组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏二极管的压降很大，D5两端的电压高，即为高电平间t=2πr8c1，改变r9或c1的值，可改变延时时间，满足不同目的。ICIC和ICID4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c2充电到一定电平时，信号经与非门ICIC、ICID后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c2充满电后只向r2放电，当放电到一定电平时，经与非门IC1C、ICID输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。

二极管D1～D4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r1降压，D6滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic等供电。直流稳压电源的组成框图各种电器设备内部均是由不同种类的电子电路组成，电子电路正常工作需要直流电源，为电器设备提供直流电的设备称为直流稳压电源。直流稳压电源可以将200V的交流输入电压转变成稳定不变的直流电压，直流稳压电源的组成框图如下所示。

图中变压电路的作用是将220V的交流电变换成电路所需的低压交流电。整流电路的作用是将输入的交流电变换成单向脉动的直流电，利用半波整流或桥式整流电路均可以实现整流的目的。整流电路图如下：

（2）滤波稳压电路

滤波电路的作用是平滑整流输出的单向脉动电压，最简单的滤波电路是电容器，桥式整流电路输出的波形经电容滤波电路处理后的输出电压波形如图下所示。稳压电路的作用是稳定电源的输出电压，常

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