简易声光控延时照明灯-含multisim仿真(2)

2019-05-18 23:25

简易声光控延时照明灯电路

2.系统总体方案设计

2.1 系统模块

简易声光控延时照明电路的总体框图为: 光控电路 声控电路 延时控制电路 照明灯开关电路

电源电路

照明灯开关对光线强弱的感应,作为控制照明灯第一级开关,所以通过光敏电阻的阻值大小来控制555的复位输入端的电平,从而实现只有在夜晚时555才能正常工作;选择合适的偏置电阻R2、R4,使得Q1、Q2均工作在放大区,且Q2的静态Vce大于4V,这样,在第一级开关开通的前提下,无声音时,555输出端为0,有声音时,经过MIC转换成电信号,经Q1、Q2放大,比较器LM311处理成脉冲波,在其出现下降沿时 ,555触发端2端输入0,输出端为高电平;通过R5、R6、C6完成电路的延时控制;通过555输出端3端来控制双向晶闸管的控制极,实现电灯的点亮与否。

2.2 电源电路

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简易声光控延时照明灯电路

220V市电经过变压器转化为12V的交流电,再经过整流桥整流,电容滤波,三端稳压集成电路稳压转化为+12V的直流电压。滤波由电解电容C1完成,电容C2、C4可除去一些高频干扰,电解电容C3可在进一步过滤信号的同时储存一些能量,在负载电流突然变大时释放。选择电解电容时要确保其耐压值不能小于施加在两端的电压,否则电解电容极易发生爆炸。所以电解电容C1选用25V、2200uF的,C3选用16V、1000uF的,正常情况下它们两端的电压都不会超过其耐压值。

2.3 光控电路

在白天时,由于光敏电阻MG45阻值远小于100K,所以,555定时器的复位

端4端为低电平,555不工作,当夜晚时,MG45阻值约为1M,此时4端为高电平,555可以正常工作,所以,光控控制电路对电路起总控制作用。

2.4 声控电路

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简易声光控延时照明灯电路

MIC接收到足够的声强时,电路产生谐振并输出一个微弱脉冲,从而将声音信号转换为交流电信号。

MIC输出信号是一个非常微弱的信号,为了后续电路能够对声强信号进行处理,必须加入信号放大电路。图中所示信号放大电路是由电阻R1—R4、Q1、Q2和C5构成,电路中采用了双三极管构成的放大电路,这样可以使电路的放大的倍数比单管放大电路的倍数增加一定倍数,从而得到适合的信号。R3和R4为放大电路的集电极偏置电阻,C5为放大电路的滤波电容。通过选取合适的R3、R4,确保Q1、Q2工作在放大区,使得Q2的静态工作点Vce约为4.47V,R10、R11为分压电阻,为LM311比较器的3端提供4V的电压,当无声响时,LM311比较器的输出端7端,输出为12V的高电平,当有声响时,MIC将声音信号转换为交流电信号,在其负半周期,使得Q2的Vce小于4V,使得LM311比较器的输出端7端,输出为0,7端接555的触发端2端,从而实现了对555的控制。

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简易声光控延时照明灯电路

(Multisim仿真)

2.5 延时控制电路

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简易声光控延时照明灯电路

延时控制电路的核心部分是555定时器,555集成电路时一种非常有用的,并且应用十分灵活的集成电路。定时器共有8个引脚,引脚1为接地端,引脚8为电源端,引脚2为触发电平端,引脚3为输出端,引脚4为复位端,引脚5为控制电平端,引脚6为阀值输入端,引脚7为放电端。从功能表中可以看出:555集成电路通过改变THRES和TRIG端的电压值,来影响输出端和放电端的状态;同时它还具有储存信号的功能,因此555集成电路的应用十分广泛。需注意是控制电平端CONT,当它接入任意电压Vcv时,THRES和TRIG端的变化分界点就不再是2/3Vcc和1/3Vcc,而是Vcv和1/2Vcv。

如上图,延时控制电路包括两部分:第一部分是由三极管和比较器构成的触发信号产生电路;第二部分是由555定时器构成的可重复触发的单稳态电路。 首先,声强信号处理电路的输出信号接三极管Q1的基极。因为MIC接收到了足够大的声强后,转化后的交流信号经Q1、Q2放大后,使得Q2的Vce经过比较器的作用后,比较器的输出端7端接入555集成电路的TRIG端作为触发电平。

555集成电路构成的可重复触发的单稳态电路处于稳态时,Vthr>(2/3)Vcc,Vtrig>(1/3)Vcc,输出端为0,放电管导通。当Vtrig=0时,电路进入暂稳态,此时输出端为1,放电管截止。同时直流电源通过电阻R5、R6对电容C6充电,使得Vthr的值渐渐上升,当Vthr的值大于(2/3)Vcc时,电路重新进入稳态,,输出端为0,放电管导通。电路暂稳态的持续时间,即C6的充电时间取决于电阻R5、R6和电容C6的数值,其计算公式为: t=Tw=1.1*(R5+R6)*C6 所以 11s<=Tw<=33s

在电容C6充电期间,在Vthr未充到2/3Vcc之前,如果MIC又接收到声音信号,则三极管Q3导通,电容将再次放电,输出仍然维持在暂稳态,满足了电路如果在照明灯点亮期间又有新的声源出现,照明灯应重新通电时间t的要求。

2.6 照明灯开关电路

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