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戶外聲控照明燈.doc

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?威 海 職 業 學 院畢 業 設 計 任 務 書 專業 應用電子技術戶外聲控照明燈摘 要在生活中,我們無時不在使用著燈,如臺燈、路燈、日光燈、照明燈、彩燈等等,但不管什么方式的燈,他們的作用都是一致的——照明。因此,設計一個即實用方便的照明燈則是我們共同的愿望。設計一種極不浪費電力又方便實用的照明燈更是我們一直以來努力的目標。本設計主要是介紹了有關聲控照明燈的電路設計。聲控燈主要是聲音的震動來實現的,當人走過時只需要用手輕拍一下燈就會自動的亮,一定時間后自動滅。這樣不僅給人提供了相應的方便,同時也達到了節點和節能的目的。在實際生活中節電節能,能夠實現更多的自動化。在本設計中介紹了聲控電路的組成、性能及工作原理,給出各電路原理圖及元器件參數選擇,節能效果十分明顯。電路的拾音器只要檢測到有聲音就會自動照明,過三分鐘后自動熄滅,節能節電。目 錄第一章 前言………………………………………………………………………………11.1 引言………………………………………………………………………………11.2 電路的基本原理…………………………………………………………………2第二章 元器件的基本知識……………………………………………………………3 2.1 電阻的基本知識…………………………………………………………………3 2.2 電位器的基本知識………………………………………………………………5 2.3 電容的基本知識…………………………………………………………………7 第三章 聲電傳感器………………………………………………………………………103.1 MIC電路圖………………………………………………………………………103.2 MIC電路的測試…………………………………………………………………12第四章 發光二極管………………………………………………………………………144.1 發光二極管的基本原理和簡介…………………………………………………144.2 發光二極管的使用注意事項……………………………………………………16 4. 3 發光二極管的主要特點…………………………………………………………17 4. 4 發光二極管的質量檢測…………………………………………………………17第五章 7555時基電路……………………………………………………………………20 5.1 7555定時器的引腳的引腳介紹…………………………………………………20 5.2 7555定時器構成的單穩態觸發器………………………………………………21 第六章 組裝和調試過程…………………………………………………………………236.1 手工焊接…………………………………………………………………………236.2 組裝及調試………………………………………………………………………276.3 元器件清單列表…………………………………………………………………29第七章 總結……………………………………………………………………30參考文獻 ………………………………………………………………………31致……………………………………………………………………………32第一章 前言1.1 引言在人類社會進入21世紀之后隨著社會對能源的需求不斷加大,科學技術的飛速發展以及電子計算機大規模應用于各個領域,帶動了生產力的大規模提高。電子信息技術在生產各部門得到了廣泛應用。電子電路的設計也發生了巨大的變化,首先我們現在設計電路不僅僅只是為了應用而去設計電路,我們要在多方面中和考慮的情況下能利用高科技則盡量利用高科技能節約成本則應盡量節約成本,還要在盡最大程度的節約能源的基礎上實現電路的“綠色化”。電子信息技術發展的主要目標是實現高度智能化,在減少利用能源的同時又可以不需要人為干預下是機器能獨立處理各種工作。智能化照明電路也是如此,聲音使我們最為熟知的。人與人需要用聲音去交流,機器運轉發出聲音,動物會發出聲音。然而此寶貴的資源卻被我們忽視了很長時間,如今我們應合理的利用這一資源。利用聲音作為電開關控制機器的運行。照明是人們日常生活中必不可少的,而聲控在照明中也得到了廣泛的應用。他將聲音轉化為電信號來控制各種電器的工作。戶外聲控照明燈也是基于前人設計的基礎上進行改進的,借助腳步聲,使之點亮,是照明線路節省電能的有效途徑。目前常用的照明燈控制電路的形式多樣,但大都較為復雜,為此,對采用7555定時器為基本元件組成照明聲控電路進行了研究。本論文主要研究了聲控照明電路的設計,通過這次的研究,將我們平時所學的知識運用到實驗探索上,這對提高我們的動手能力,創新意識,及鍛煉思維活動無疑是一個莫大的幫助。1.2 電路的基本原理 該電路主要有MIC電路接收聲音后轉化為電信號,電信號經一系列的變化,如:放大,延時等傳送至發光二極管即模擬照明燈,控制發光二極管的亮與滅。 系統工作流程圖如圖所示:TL0717555時基電路LED發光二極管聲電轉換電路 要實現上述照明燈的控制,則要求控制電路由MIC電路,運算放大器, 555定時器延時電路,和LED發光二極管等幾部分組成,整體電路的原理框圖如1-1圖所示。圖1-1 戶外聲控照明燈原理圖設計 原理簡述:由電容式話筒檢取的聲音信號用TL071(IC1)放大,用電阻R1和電容C1降低電路對低頻聲音的靈敏度,以消除誤觸發的可能。VR1用來調整話筒的靈敏度。VR2調整IC1的增益。從IC1放大后的輸出信號耦合至IC2的觸發腳②。IC2是一塊CMOS定時器7555,接成單穩態觸發電路。R4使②腳在未觸發情況下為高電位。定時元件R6和C4給出的延時為3分鐘。IC2的復位腳④經R5連接至電源正極,并經C2連接至電源負極,其作用是為電路提供上電復位功能。IC2的輸出經鎮流電阻R7接通白色LED(LED1)使之發光。用三節1.5V5號電池對電路供電。適當的調整VR1和VR2使IC1有足夠高的靈敏度。按下開關S1可向手電筒一樣接通照明燈。第二章 基本元器件的識別及測量2.1 電阻的基本知識2.1.1 電阻的作用 電阻在電路中的主要作用是穩定和調節電路的電流和電壓,其次是限制電路分流、降低電壓及分配電壓等功能。2.1.2 圖形符號及基本單位 電阻的圖形符號如右圖所示: 電阻的基本單位為歐姆,簡稱歐,用字母“Ω”,表示,常用單位:歐(Ω)、千歐(KΩ)、兆歐(MΩ) 1 MΩ=1000 KΩ=10Ω2.1.3 電阻的參數標注方法 電阻的參數標注方法有3種,即直標法、色標法和數標法。 (1)數標法 數標法主要用于貼片等小體積的電路,如。省略部分。    當焊絲熔化一定量后,立即向左上 45° 方向移開焊絲。   ⑤ 步驟五:移開烙鐵(圖 (e) )     焊錫浸潤焊盤和焊件的施焊部位以后,向右上 45° 方向移開烙鐵,結束焊接。從第三步開始到第五步結束,時間大約也是 1 至 2s 。6.1.5 焊點檢驗及焊接質量判斷 對焊點的質量要求,應該包括電氣接觸良好、機械結合牢固和美觀三個方面。保證焊點質量最重要的一點,就是必須避免虛焊。 1.虛焊產生的原因及其危害 虛焊主要是由待焊金屬表面的氧化物和污垢造成的,它使焊點成為有接觸電阻的連接狀態,導致電路工作不正常,出現連接時好時壞的不穩定現象,噪聲增加而沒有規律性,給電路的調試、使用和維護帶來重大隱患。此外,也有一部分虛焊點在電路開始工作的一段較長時間,保持接觸尚好,因此不容易發現。但在溫度、濕度和振動等環境條件的作用下,接觸表面逐步被氧化,接觸慢慢地變得不完全起來。虛焊點的接觸電阻會引起局部發熱,局部溫度升高又促使不完全接觸的焊點情況進一步惡化,最終甚至使焊點脫落,電路完全不能正常工作。                 一般來說,造成虛焊的主要原因是:焊錫質量差;助焊劑的還原性不良或用量不夠;被焊接處表面未預先清潔好,鍍錫不牢;烙鐵頭的溫度過高或過低,表面有氧化層;焊接時間掌握不好,太長或太短;焊接中焊錫尚未凝固時,焊接元件松動。 2.判斷一個焊點是否為虛焊 (1)當發現焊錫在焊盤與元器件引腳處呈現鈍角的接觸角,表明焊錫沒有浸潤它們,這樣的焊點肯定為虛焊。 (2)焊點不完整,雖不為虛焊,但焊點的機械強度太小。 (3)焊點表面不光滑,有拔絲拖尾現象,表明在焊接過程中,焊劑用的不夠,至少在焊接的后階段是在缺少焊劑的情況下結束的。 (4)焊點在凝固形成時,零件有晃動,焊料凝固成松散的豆渣狀,這樣的焊點也有可能是虛焊。6.1.6 焊點的質量要求 對焊點的要求 1. 可靠的電氣連接 2. 足夠得機械強度      3. 光潔整齊的外觀        在單面和雙面(多層)印制電路板上,焊點的形成是有區別的:見圖6-4,在單面板上,焊點僅形成在焊接面的焊盤上方;但在雙面板或多層板上,熔融的焊料不僅浸潤焊盤上方,還由于毛細作用,滲透到金屬化孔,焊點形成的區域包括焊接面的焊盤上方、金屬化孔和元件面上的部分焊盤                  圖 6-4 焊點的形成及外觀      參見圖,從外表直觀看典型焊點,對它的要: ①形狀為近似圓錐而表面稍微凹陷,呈漫坡狀,以焊接導線為中心,對稱成裙形展開。虛焊點的表面往往向外凸出,可以鑒別出來。 ②焊點上,焊料的連接面呈凹形自然過渡,焊錫和焊件的交界處平滑,接觸角盡可能小。 ③表面平滑,有金屬光澤。 ④無裂紋、針孔、夾渣。 ⑤焊點上的焊錫適量,焊點的大小與焊盤相適應。 ⑥同樣尺寸的焊盤,其焊點的大小和形狀要均勻、一致。6.2 組裝及調試6.2.1 組裝過程 在電路板上按原理框圖,把各部分焊接好進行如下調試: 打開電源,給系統加上激勵信號(如系統的拍手聲、打擊聲),用眼睛直接觀察燈泡是否亮和按時熄滅。 用手在聲電傳感器附近拍打,看發光二極管是否發光,若燈亮,再觀察燈亮時間,看是否滿足條件,如果不滿足,要及時修改元器件參數,讓其準確定時。若不亮則再進一步使用各檢測方法判斷故障,加以改正。檢測方法如下: 直接觀察,看元器件是否的斷線,互碰,燒焦,脫焊等現象 用萬用表的歐姆檔檢測各點的阻值,看是否有短路、斷路或元器件焊錯等情況 用萬用表測量電路中各點對地的阻值,以及元器件的阻值,判斷出現故障的部位 反復整機調試,使聲控電路正常工作。6.2.3 PCB電路設計 整機電路PCB設計如圖6-5所示。 圖6-5 整機電路PCB設計電路6.3 元器件清單列表戶外聲控燈序號元件名稱型號規格單位數量1電阻100歐姆只14.7k歐姆只210k歐姆只41M歐姆只110k歐姆滑動變阻器只11M歐姆滑動變阻器只12電解電容4.7uF 16v只147uF 16v只13瓷片電容0.01uF 只10.22uF 只14芯片TL071集成運放只15CMOS定時器芯片7555只18開關撥動式、按鍵式都可只29電容式話筒只110白色LED燈只111干電池1.5V只317線路板單面覆銅板塊118導線若干第七章 總結通過此次戶外升空照明電路燈的分析和設計,我深深感到學好電路分析與電子技術的重要性,本次設計實踐將我們學到的知識應用到了實踐,深化了對數字電路設計和模擬電路設計的認知,使我們在設計的實踐中獲得新知。這一次設計對我來說,感觸最深的就是要想做好一個設計課題首先要對每一部分所涉及的知識點掌握好,只有這樣才能對設計做的得心應手。通過此次焊接使我的焊接技術得到了加強,動手能力也有了進一步的提高,它鍛煉了我的分析、設計動手的能力,培養我思考問題的全面性。在整個畢業論文設計的過程中我學到了做任何事情所要有的態度和心態,首先我明白了做學問要一絲不茍,對于出現的任何問題和偏差都不要輕視,要通過正確的途徑去解決,在做事情的過程中要有耐心和毅力,不要一遇到困難就打退堂鼓,只要堅持下去就可以找到思路去解決問題的。在工作中要學會與人合作的態度,認真聽取別人的意見,這樣做起事情來就可以事倍功半。參考文獻文獻、資料名稱編著者出版單位[1]模擬電子技術[2] 模擬電子技術[3]數字電子技術[4] 電路分析基礎[5]怎樣做電子小制作[6]電子實訓與產品制作[7]數字電路學習與實驗指導黃法,袁照剛胡宴如志忠郭亞紅,袁照剛門宏伍季松余志新、徐娟 天津:天津大學 :高等教育:高等教育:電子科技大學:人民郵電:理工大學華南理工大學出版致  首先衷心地感我的論文指導老師,感您在忙碌的教學工作和生活中抽出時間來給我們解答各種問題。本文從選題到完成,從理論上的探討到實際問題的解決,無處不飽含著老師的心血。老師的悉心指導和建議給了我極大的幫助和支持,使我受益匪淺,在此論文完成之際,謹向林琳致以深深的意和崇高的敬意。另外,我也感所有教過我們和沒教過我們的全學院的老師,因為你們在課堂上的指導和課外的交流,我們才可以學到很多只適合很多做人的道理,為論文的寫作提供了很大幫助,也為我們今后的發展奠定了基礎。
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