DIY 电子负载系统
设计思想：１、想了解手中各种电源、电池特性，电子负载必不可少
２、设计制作不同类型电子负载，享受体验各自特性，所以做了两个：无源型与有源型
３、花钱要尽可能少，最大程度利用手中现有设备完成数据采集自动化
４、外观设计尽可能具有自己的个性风格
一、无源电子负载
二、
简介：１、电路尽可能简单、花钱要尽可能少
２、避开每次使用都用万用表监视调整负载电流
３、使热量尽可能均匀分布在一块电路板上，免去外加散热器
４、手中各种锂电比较多，打算专门为锂电服务
５、基于以上几点反复思考决定使用六片AMS1117-1.2（0.2元/片）完成恒流每路一片AMS1117-1.2，恒流100mA，六路最大负载电流总和为600mA
六片AMS1117-1.2均匀分布在一块电路板上，刻电路板时尽量保存覆铜加强散热
６、用5个拨号开关设定电流
5个拨号开关全部关断时，负载电流为100mA，每接通一个开关，增加100mA
７、用较厚的不锈钢带将电路板链接在底座上
８、适应电压范围：最小电压为2.7V，最高适应电压由AMS1117-1.2决定
９、用手中VC86D(带USB电脑接口)万用表完成数据采集自动化
二、有源电子负载
简介：１、电路尽可能简单、花钱要尽可能少，服务于各种电源、电池
２、核心元器件为：IRF520（1.9元/个）、LM358P（0.2元/片）、TL431（0.1元/个）３、在铝合金门窗加工点寻找一块料头做散热器，整体设计围绕这块铝合金料头
４、铝合金料头是块方管，为了解决散热通风，在下面开个长方形口
使得散热对流获得改善，同时还可以用小风扇从下面往上吹进行强制散热５、LM358P内部两个运算放大器，实际用一个就可以，避免浪费，两个运算放大器全部使用
其中一个做采样放大，将电流采样信号最大值放大到2.5V，与TL431基准电压相同
另一个接IRF520，去调整稳定负载电流
６、电流取样电阻为0.068Ω无感陶瓷电阻（过两天到货，暂时用0.22Ω普通电阻，电流只能达到1A）
７、用较厚较宽的不锈钢带将电路板链接在底座上
８、电流可调范围在0～3A之间，1A时最低适应电压可达0.5V以下，最高适应电压由IRF520决定
功耗8W以内不需要扇强制散热，加风扇强制散热功率至少提高一倍９、同样用手中VC86D(带USB电脑接口)万用表完成数据采集自动化
三、电路图与改进
改进：１、有源电子负载改进
我没有制作电路板套餐，只能刀刻
如果有制作电路板套餐腐蚀电路板，使用贴片元件，电路板面积可缩减到现有面积四分之一以下
这样可以将电路板放到铝合金方管内，使外观变得更古怪富有特点２、接下来打算编写一个小软件，进一步加工处理数据，给出完整的测试结果及绘制更理想漂亮的放电曲线
四、应用—电测试电池容量
虽然是“DIY电子负载”，但下面测试结果准确度值得信赖
精度不见得比专业电子负载低，因为使用前校对过放电电流
采样数据完整，嫌麻烦没∑求和计算电池放电能量
接下来打算编写一个小软件，进一步加工处理数据，给出完整的测试结果及绘制更理想漂亮的放电曲线
１、SX40相机沣标锂电电池
新电池，容量足，放电曲线还可以，寿命多长不清楚，对得起价格
２、G9、400D相机原厂锂电电池
测试前没补充充电，已经用了几年，电量不减，放电曲线依然不错同时间购买的品胜电池，已经用坏了两块
３、品力牌磷酸铁锂电池
容量不足，放电曲线非常好
这个小AA电池短路电流可达7A（我做过短路试验）
使用非常频繁，最近几乎一两天充一次电，用于小台灯、小电钻
４、山寨版18650锂电电池
容量虚标，放电曲线不理想，小电流使用还可以，价格便宜（10元一节）
电子电路基础知识 电路基础知识(一) 电路基础知识（1）——电阻 导电体对电流的阻碍作用称着电阻，用符号R表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用Ω、KΩ、MΩ表示。 一、电阻的型号命名方法： 国产电阻器的型号由四部分组成（不适用敏感电阻） 第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字。如R表示电阻，W表示电位器。 第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体用什么材料组成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。 第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。 第四部分:序号，用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等例如：R T 1 1型普通碳膜电阻a1} 二、电阻器的分类 1、线绕电阻器：通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。 2、薄膜电阻器：碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。 3、实心电阻器：无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。
4、敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。 三、主要特性参数 1、标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。 2、允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻器的精度。 允许误差与精度等级对应关系如下：±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级 3、额定功率：在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为－55℃～＋70℃的条件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。 线绕电阻器额定功率系列为（W）：、、、、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为（W）：、、、、1、2、5、10、25、50、1004、额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。 5、最高工作电压：允许的最大连续工作电压。在低气压工作时，最高工作电压较低。 6、温度系数：温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。 阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。 7、老化系数：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻器寿命长短的参数。 8、电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化1伏，电阻器的相对变化量。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文） 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：声控开关的设计与制作 院系：电气工程及其自动化 班级：1406111 设计者：元胜 学号：1140610319 指导教师：吕超 设计时间：2016年12月5-18日 工业大学
工业大学课程设计任务书
*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
声控灯的设计与制作 1设计任务及原理 设计任务基本要求：设计一个声控开关，控制对象为发光二极管，接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二级管，灯亮时间可调。控制延时时间用数字显示。 扩展要求：发光二极管点亮时间延时显示。 1.1设计原理 声控灯是将声音信号转换为电信号、电信号再转换为光信号的装置。 输入部分可由一个驻极体话筒实现。话筒的高分子极化膜生产时就注入了一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜随着声音震动，电容是随声波变化。于是电容两极间的电压就会成反比的变化。将电容两端的电压取出来，就可以得到和声音对应的电压了。但是这个电压信号非常小，不能驱动LED灯。对这个电压信号进行放大、整形，才能得到足够大的电压。 声控灯的延时可以由一个单稳态触发电路实现。单稳态电路的暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用前面经放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的电压输出。这个输出来驱动发光二极管，就达到了声控、发光的目的。 计数器部分首先需要一个时钟源。时钟源脉冲可由多谐振荡器获得。将单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果再经译码输送给共阳极数码管，显示出来。 2设计过程 2.1声控灯电路原理： 当驻极体话筒接受到一定强度的声音信号时，声音信号转换为电压信号，经三极管放大、施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，产生一个宽度可调的脉冲信号，驱动发光二极管发光。同时，该脉冲信号作为选通信号，使计数器计数，并用数码管显示延时时间。电路的流程图如图 1所示：
电子电路基础知识 () 电平标准 下面总结一下各电平标准。和新手以及有需要的人共享一下^_^. 现在常用的电平标准有TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL、RS232、RS485等，还有一些速度比较高的LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL 等。下面简单介绍一下各自的供电电源、电平标准以及使用注意事项。 TTL：Transistor-Transistor Logic 三极管结构。 VCC：5V；VOH>=2.4V；VOL<=0.5V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。 因为2.4V与5V之间还有很大空闲，对改善噪声容限并没什么好处，又会白白增大系 统功耗，还会影响速度。所以后来就把一部分“砍”掉了。也就是后面的LVTTL。 LVTTL又分3.3V、2.5V以及更低电压的LVTTL(Low Voltage TTL)。 3.3V LVTTL： VCC：3.3V；VOH>=2.4V；VOL<=0.4V；VIH>=2V；VIL<=0.8V。 2.5V LVTTL： VCC：2.5V；VOH>=2.0V；VOL<=0.2V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。 更低的LVTTL不常用就先不讲了。多用在处理器等高速芯片，使用时查看芯片手册就 OK了。 TTL使用注意：TTL电平一般过冲都会比较严重，可能在始端串22欧或33欧电阻；
TTL电平输入脚悬空时是内部认为是高电平。要下拉的话应用1k以下电阻下拉。TTL输出不能驱动CMOS输入。 CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor PMOS+NMOS。 VCC：5V；VOH>=4.45V；VOL<=0.5V；VIH>=3.5V；VIL<=1.5V。 相对TTL有了更大的噪声容限，输入阻抗远大于TTL输入阻抗。对应3.3V LVTTL，出现了LVCMOS，可以与3.3V的LVTTL直接相互驱动。 3.3V LVCMOS： VCC：3.3V；VOH>=3.2V；VOL<=0.1V；VIH>=2.0V；VIL<=0.7V。 2.5V LVCMOS： VCC：2.5V；VOH>=2V；VOL<=0.1V；VIH>=1.7V；VIL<=0.7V。 CMOS使用注意：CMOS结构内部寄生有可控硅结构，当输入或输入管脚高于VCC 一定值(比如一些芯片是0.7V)时，电流足够大的话，可能引起闩锁效应，导致芯片的烧毁。 ECL：Emitter Coupled Logic 发射极耦合逻辑电路(差分结构) VCC=0V；Vee：-5.2V；VOH=-0.88V；VOL=-1.72V；VIH=-1.24V；VIL=-1.36V。 速度快，驱动能力强，噪声小，很容易达到几百M的应用。但是功耗大，需要负电源。 为简化电源，出现了PECL(ECL结构，改用正电压供电)和LVPECL。 PECL：Pseudo/Positive ECL VCC=5V；VOH=4.12V；VOL=3.28V；VIH=3.78V；VIL=3.64V LVPELC：Low Voltage PECL VCC=3.3V；VOH=2.42V；VOL=1.58V；VIH=2.06V；VIL=1.94V ECL、PECL、LVPECL使用注意：不同电平不能直接驱动。中间可用交流耦合、电阻网
电子工艺实习报告声控灯 篇一：声光控灯电子实习报告格式 洛阳理工学院 电子实习报 专业 班级学号姓名 完成日期告 摘要社会的进步发展，各式各样的灯从层出不穷，为了节约用电，设计了一系列的控制灯 声光控延时电路是为了代替公共场所的电路开关达到节约电能、方便使用而设计的。本电路采用了CD4011四二输入与非门设计，整个电路分为三大部分，首先是对信号的采集，通过一个驻极体和光敏电阻对声光信号的采集。其次是信号的处理，通过三极管对声信号放大以及一个光敏电阻串联一个电阻的分压电路把信号输入至芯片。最后是对灯泡的控制电路，即通过三极管控制继电器。本设计与市场同类产品设计相比，具有电路简单、结构合理、安装方便、工作可靠，同时本设计的创新之处在于延时可调，故可根据公共场所的类型不同，来控制灯泡发光的时间而达到节约用电的目的，其市场潜力较大。 关键词：变压；整流；滤波；稳压；检音、感光；放大；整形；延时可调；继电器。
I 声光控楼道灯电路 第1章概述 ................................................ (2) 1.1声控灯的发展及应用 ................................................ ................................................... . (2) 1.2实习目的和主要内容 ................................................ ................................................... . (2) 第2章声光控电路原理分析 ................................................ .. (3) 2.1整体电路 ................................................ ................................................... (3) 2.2各模块原理分析 ................................................
课程设计任务书 学生姓名：田鑫专业班级：电子0703班 指导教师：娄平工作单位：信息工程学院 题目：基于晶体管的简易声控灯的设计 初始条件： 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式有一定的了解；具备晶体管电路的基本设计及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测；使用适当的软件进行仿真和制作PCB板图。要求完成的主要任务： 1.采用晶体管设计电路完成一个简易声控灯的设计； 2.通过声音震动使灯发光，并且延迟10秒左右后熄灭； 3.利用仿真软件Pspice或Multisim仿真电路，并学习PROTEL软件，并用其绘制电路的原理图和PCB图，要求图纸绘制清晰，布线合理，符合绘图规范； 4.完成课程设计报告（应包含电路图，清单、调试及设计总结）。 时间安排： 1．2010年6月12日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。 2．2010年6月13日至2010年6月24日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。 3. 2010年6月25日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。 指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 摘要............................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................... II 1绪论.. (1) 2设计内容及要求 (2) 2.1设计目的及主要任务 (2) 2.1.1设计目的 (2) 2.1.2设计任务及要求 (2) 2.2设计思想 (2) 3声控灯的工作与设计原理 (3) 3.1放大电路的原理 (3) 3.2单稳态电路的原理 (4) 3.3继电器电路的原理 (5) 3.4整机电路的原理 (6) 4整机电路的制作 (7) 5软件仿真与硬件调试 (8) 5.1 multisim10仿真 (8) 5.1.1 仿真图示 (8) 5.1.2 仿真结果 (9) 5.2 Protel绘制PCB版图 (11) 5.3硬件调试 (12) 6元器件清单表 (13) 7设计总结 (14) 8参考文献 (15)
大庆师范学院 电子技术课程设计报告 设计课题:基于晶体管的简易声控灯的设计 学院:物电学院 专业:物理教育 班级: 08级物理教育 姓名: 武士非姜珊薄小庆高金雪宋美晶日期: 2012月10年11月27日2010年12月27日指导教师:付保红
目录 1绪论 (1) 2设计内容及要求 (1) 2.1设计目的及主要任务 (1) 2.1.1设计目的 (1) 2.1.2设计任务及要求 (1) 2.2设计思想 (2) 3声控灯的工作与设计原理……………………………………………错误！未定义书签。 3.1放大电路的原理 (3) 3.2单稳态电路的原理 (3) 3.3继电器电路的原理 (4) 3.4整机电路原理 (5) 4设计总结……………………………………………………………错误！未定义书签。 参考文献 (7) 附录A：元器件清单 (8) 附录B: 成绩单 (9)
1绪论 晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关（如Relay、switch）不同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。 晶体管，本名是半导体三极管，是内部含有两个PN结，外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用，应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路，叫做晶体管－晶体管逻辑电路，书刊和实用中都简称为TTL电路，它属于半导体集成电路的一种，其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上，封装成一个独立的元件.晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一，在电路中用“V”或“VT”（旧文字符号为“Q”、“GB”等）表示。本文介绍了基于晶体管的简易声控灯设计。 声控灯已经广泛应用在居民楼的楼道中，它给人民的生活带来很多的方便。这些声控灯电路中几乎都使用了集成电路，并且直接使用220V的交流电源。虽然这样做简化了电路，但对于初学者来说他们理解电路有一定的困难,调试电路也具有一定的危险性。这里介绍一个简单的声控灯电路，采用了三极管等分立元件和低压电源，不仅适合初学者的学习，而且通过电路中的继电器也可以控制其它电器进行工作。当你对着声控电路拍手或喊叫时，电路中的继电器会动作,如果用它控制小灯，可以使小灯工作几秒钟,然后自动关闭。 2设计内容及要求 2.1设计目的及主要任务 2.1.1设计目的 提高电子电路的理论知识及较强的实践能力；对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解；学习晶体管电路的基本设计能力及基本调试能力；能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测；使用适当的软件进行仿真和制作PCB 板图。 2.1.2设计任务及要求
一、触摸开关 M为触摸电极片，手指摸一下M，使人体泄漏的交流电在R4上的压降，其正半周信号进入IC1的第3脚即单稳态电路的CP端，使单稳态电路反转进入暂态，其输出端Q即1脚由原来的低电位跳变为高电位，此高电位经R1向C2充电，使4脚即R1端的电位上升，当上升到複位(Reset)电位时，单稳态电路复位，1脚恢复低电位。所以每触摸一次电极片M，1脚就输出一个固定宽度的正脉波。此正脉波将直接加到11脚即双稳态电路的CP端，使双稳态电路反转一次，其输出端Q即13脚电位就改变一次。当13脚为高电位时，Q1的基极透过R2获得正向电流而开通，使继电器动作，进而以它的接点来做控制。由此可见，每触摸一次电极片M，就能实现继电器“开”或“关”的动作。
二、简易自制门铃 上面所用的KD9300系列音乐芯片是一种大规模CMOS集成电路（下面简称IC），内存叮咚声或是一首名曲，由振荡器、节拍、音色发生器、只读存储器、地址计算器和控制、输出等组成。其工作电压为3V，触发一次内存循环一次，静态工作电压小，不耗电。当按下门铃开关S时，IC的触发端TR从电源正极获得正脉冲触发信号，IC受触发而工作。其输出端OUT输出的音乐信号经过三极管9014放大后，驱动扬声器发声。由于IC的触发灵敏度很高，电容C的作用是抗干扰，用于消除按钮开关引线过长时，外界杂波干扰造成的门铃误触发。
三、手机信号探测器 这是一个移动电话（手机）的信号探器电路，可以检测出GSM（全球移动通信系统）频带，在约900 MHz的信号。由于信号是数字化编码，它可以检测到活动的信号，而不是语音或消息内容。耳机是用来听检测到的信号。
电子技术基础试题(八) 一、填空题(每题3分，共30分) 1、PN结具有单向导电特性性能。 2、一般情况下，晶体三极管的电流放大系数随温度的增加而_增大_。 3、射极输出器放在中间级是兼用它的输入电阻大和输出电阻小的特点，起阻抗变换作用。 4、只有当负载电阻R L和信号源的内阻r s 相等时，负载获得的功率最大，这种现象称为阻抗匹配。 5、运算放大器的输出是一种具有深度负反馈高增益的多级直流放大器。 6、功率放大器按工作点在交流负载线上的位置分类有：甲类功放，乙类功放和甲乙类功放电路。 7、甲乙推挽功放电路与乙类功放电路比较，前者加了偏置电路向功放管提供少量偏流I BQ，以减少交越失真。 带有放大环节的串联型晶体管稳压电路一般由采样电路、基准电源、比较放大电路和_调整元件_四个部分组成。 9、逻辑代数的三种基本运算是逻辑乘、_逻辑加和_逻辑非_。 10、主从触发器是一种能防止空翻现象的实用触发器。 二、选择题(每题3分，共30分) 1．晶体管二极管的正极的电位是－10V，负极电位是－5V，则该晶体二极管处于：( C)。 A.零偏 B.反偏 C.正偏 2．若晶体三极管的集电结反偏、发射结正偏则当基极电流减小时，使该三极管：( A)。 A.集电极电流减小 B.集电极与发射极电压V CE上升 C.集电极电流增大3．某三级放大器中，每级电压放大倍数为Av，则总的电压放大倍数：( B )。 A.3A V B.A3V C.A V3/3 D.A V 4．正弦波振荡器中正反馈网络的作用是：( A)。 A.保证电路满足振幅平衡条件 B.提高放大器的放大倍数，使输出信号足够大 C.使某一频率的信号在放大器工作时满足相位平衡条件而产生自激振荡 5．甲类单管功率放大电路中结构简单，但最大的缺点是：( C)。 A.有交越失真 B.易产生自激 C.效率低 6．有两个2CW15稳压二极管，其中一个稳压值是8V，另一个稳压值为7.5V，若把两管的正极并接，再将负极并接，组合成一个稳压管接入电路，这时组合管的稳压值是：( B)。 A.8V B.7.5V C.15.5V 7．为了减小开关时间，常在晶体管的基极回路中引入加速电容，它的主要作用是：( A )。 A.在开启时提供很大的正向基极电流，并在关闭时提供很大的反向基极电流 B.在开启时提供很大的反向基极电流 C.隔开直流电压 8．逻辑函数式E F+E F+EF，化简后答案是：( C)。 A.EF B.F E+E F C.E+F
绪论 时代在进步科技在发展喜爱电子技术的人也越来越多，但初次接触门槛较高，对于一个喜爱电子制作的初学者而言，制作并完成一个电子产品是非常必要的。当前在各大高校，提出经典的实训任务比较困难，而且实训材料成本高，对学校来说也是一种负担；程序复杂，对刚入门的学生比较困难，传统实习内容死板单一，与现实脱节，因此爱好者不能深入理解与掌握的单片机的功能和原理，而且市场很难提供针对电子爱好的初学者进行简单入门的电子制作范例。 本文针喜爱电子制作的人设计，但刚入门的爱好者学习比较困难，所学的理论知识不足并且不能很好的运用，而国内很多高职院校的实践教学环境，使得初学者在学习中进展缓慢，学习效果很难保证，本作品基于AT89C51微处理器的可调声控LED 灯，实现初学者的学习制作，扩展思路以便在以后的学习中提出与现实联系紧密的实训任务。 基于AT89C51单片机的可调式声控开关，通过声音采集传感器采集声音信号实现了对LED灯的自动控制。该项制作采用ATC单片机核心板为主控逻辑单元作为大学生电子爱好者及专业入门的电子小制作典型电路之一，采用AT89C51单片机为主控单元与可调式声控传感器连接扩展，使初学者初步了解单片机外设的扩展与应用。通过AT89C51单片机驱动继电器控制LED灯工作状态，使初学者了解单片机如何驱动外部设备，练习编制外设驱动程序。可调声控灯的制作，让初学者了解简单的程序编制过程、方法及软件设计思路。 本作品做简单的更改后可以作为一个简单防盗装置应用于实际生活中，将其安装在门窗隐秘处，当夜晚或外出时开启装置，一旦有人通过不正当方式闯入，通过声音采集器对声音采集，发出尖锐的警报，从而达到警告外人和警醒主人的目的。 进一步加强了学生在电工电子课程中对常见的元器件的选择、检测、焊接等基本操作技能，同时加强了学生对于单片机接口电路的进一步了解，将传感器与单片机控制技术有机结合起来。
课程设计说明书（论文） 课程名称：数字电子技术基础 设计题目：声控灯的设计与制作 院系：电气学院 班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：
课程设计任务书
一、设计任务及原理 1.设计任务 设计一个声控开关，控制对象为发光二极管。 基本要求： 1、接收到一定强度的声音后，声控开关点亮发光二极管（电流5～10mA），延时时间在1～15s之间可调。 2、延时时间用数字显示（采用共阳极数码管），时间单位可调，显示范围为1～15s。 2.设计原理 声控灯的功能是将声音信号转换为电信号、再将电信号转换为光信号的一个装置。 声控灯装置的输入部分由是一个话筒。话筒的高分子极化膜中拥有一定的永久电荷。在声波的作用下，极化膜在声音的作用下震动，因此电容的大小不断地变化。电容两极间的电压随着电容的增大而减小。和声音对应的电压便可以由电容两端的电压推算出来，起到一个传感器的作用。然而由于这个电压的大小极小不能够使LED灯发光，因此需要用多级放大电路对这个电压信号进行放大，对其进行整形，处理，最终得到一个理想的大小适中的电压信号来驱动二极管发光。 单稳态触发电路可以满足声控灯延时的实现。其暂态时间就是发光二极管的发光持续时间。用经过多级放大电路放大的电压作为触发脉冲输送给单稳态触发电路，会得到一个持续特定时间的输出电压。进而达到了驱动二极管发光的目的。 对于计数器部分，首先需要一个时钟源。多谐振荡器产生时钟源脉冲。满足了单稳态电路的输出与时基脉冲结合，控制计数器的计数与清零，就可以使计数部分与发光部分同步工作。 计数结果经译码器的译码输送给数码管，数码管便可以将数字显现出来，达到了本次课程设计的目的。 二、设计过程 1.声控灯电路原理： 接受到声音信号进入到驻极体话筒时，话筒将声音信号转换为电压信号，经三极管放大电路对该电压信号进行放大以及接下来的施密特触发器整形后，触发单稳态延时电路，便可以产生一个可调宽度的脉冲信号，该脉冲信号足够大便能够驱动发光二极管使其发光。该脉冲信号还作为选通信号，达到使计数器计数的目的，接下来将信号送到数码管，最终驱动数码管显示数字，此即为声控灯电路工作的原理，下面为其中的电路原理的设计简图。 2.电路设计 2.1放大电路设计：
模电课程设计 声控灯开关 目录 一设计的目的和任务 (3) 二设计要求 (3) 三总体框图设计 (3) 四功能设计 (3) 4.1 VCC值的确定 (5) 4.2 延迟的确定 (5) 4.3 与非门的高低电平的输入确定 (5) 4.4 整流电路的设计 (6) 4.5 电容滤波电路 (7) 4.6 晶闸管的工作原理 (9) 五总原理图 (10) 六元件清单 (10) 七总结 (11) 八参考文献 (11)
一设计的目的和任务 1、巩固加深对模拟电子技术基础的理解，提高综合运用所学知识的能力，培养学生独立分析问题、解决问题的能力。 2、通过查找资料、选方案、设计电路、写报告等环节的训练，熟悉设计过程、步骤。为今后从事电子线路的设计、研制电子产品打下良好的基础。 3、设计模拟和数字电子混合电路，实现特定功能。学习这一技能，积累这方面的经验。二设计要求 1、办公楼或居民楼应用的声控开关； 2、白天光线充足时，灯不亮； 3、晚上光线暗，若无人声，灯不亮；若有人声，则灯亮。 三总体框图设计 根据技术要求，此声控灯开关可由以下几个单元组成： 图1 整体框图 四功能设计
本设计主要由桥式整流电路、降压滤波电路、声音信号输入电路、光信号输入电路、延时控制电路以及外接电路6部分组成。 图2 声光控制电路图 根据图2 电路，原理如下： 由四个二极管组成的桥式整流电路将输入电路的220V 50Hz交流电压变换成脉动直流。该脉动直流电压一路有R3和R1、C3分压并滤波后得到传感及逻辑控制电路所用的电压VCC；另一路接到晶闸管BT169的阳极。 当BT169的控制级（栅极）为高电平且输入的交流信号V i=COS(wt+Φ) 处于正半周期时，电流由D2→地→D4→灯流过而将灯点亮。当V i处于负半周期时，电流由灯→D3→地→D1而将灯点亮。当BT169的控制级为低电平时，晶闸管截止，此时不会产生驱动灯的电流，此时灯是熄灭的。由此可见，灯的亮灭是由晶闸管的控制级电平决定的。因此，关键问题是如何控制其栅极电平的高低。 有光时灯灭；无光无声时灯灭；无光有声时灯亮。参考图2，对光敏电阻R W而言，当有光时，R W<2kΩ，此时HD14011的1脚即第一个与非门的一个输入端为低电平（地），所以3脚为高电平、4脚为低电平，10脚为高电平，11脚为低电平，则此时晶闸管截止，灯泡是灭的。相反，如果无光时，R W>2MΩ，此时HD14011的1脚是高电平，此时第一个与非门的输出取决于2脚的状态，而2脚的状态将由噪声传感器来决定，当没有声音时，2脚为低电平，因此A为高电平，B为低电平，C为高电平，D为低电平，此时晶闸管截止，灯泡灭。当有声音产生时，在麦克风两端产生一个交流信号，经过电容而将2脚置为
光声控延时照明灯的设计 一、设计目的 本次课程设计主要是配合《模拟电子技术》和《数字电子技术》理论课程而设置的一门实践性课程，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。 用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。 二、方案论证和选择 1、方案论证 1.1 方案1主要包含四部分电路，分别为：电源电路、光控电路、声控延时电路、晶闸管开关电路，下面对其功能进行逐一分析并确定电路结构。 电源电路主要为控制电路提供工作电压，本设计采用传统的电源电路设计方法，即降压、整流、滤波、稳压，使电路输出12V直流电压供给控制电路。 光控电路是根据光线的强弱来优先决定电灯的亮灭。该电路可以对声控延时电路进行控制，在白天光线较强时，光控电路输出低电平将声控电路封锁；在晚上光线较弱时，光控电路输出高电平，则声控功能打开。本设计采用光敏电阻和其他电阻组成的分压电路来控制555定时器的触发输入端2脚，并且将555定时器的2脚
和6脚连接在一起，通过一电容接地，555定时器的输出去控制声控电路中的555定时器的复位端。 声控延时电路该电路主要在光线较弱时起作用。这主要是通过光控电路的输出来控制的。在白天，该电路在光控电路的控制作用下，处于关闭状态，对任何声音信号都不响应；在晚上，光控电路将该电路的功能打开，使得该电路能根据外界声音信号作出相应的响应。经放大处理后的声音信号控制处于单稳工作模式的555定时器来实现声控及延时功能。 晶闸管开关电路该电路受声控电路555定时器输出端的控制。当其输出低电平时，晶闸管截止，由于照明灯与晶闸管串联，所以灯熄灭；当其输出高电平时，晶闸管导通，照明灯点亮。 1.2 方案2 电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采用基本数字逻辑单元进行设计。 直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成脉动的直流电，供后续电路工作。 控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单向可控硅SCR等元器件组成。由CD4011的选定的输出端控制晶闸管的关闭，从而控制整个灯的关灭。光敏电阻在白天时，电阻值小， CD40011输出永远为低电平，晶闸管为低电压，不导通，灯不亮。光敏电阻在夜晚时阻值大，光敏电阻与声音信号的有无一起控制CD4011的输出。夜晚当有声音时，声音信号经过放大，与光敏电阻控制的CD40011输出为高电平，晶闸管导通，灯亮。无声音信号时，不亮。 延时电路有电容C和电阻R的冲放电里控制。 2、方案选择 由于方案一电路设计过于复杂，需要两个555计时器，并且需要变压器实现低电压来执行各个电路，所需要的元器件多，不易实现，可行性较差。而方案二设计简单，易实现，所用元器件少，可行性好。故选择二号方案。
一、电路图： 二、电路原理： 1．D2～D5构成桥式电路，在U1D输出端为低电平时，可控硅SCR不导通，电灯LAMP无电流通路不会点亮。只有在U1D输出端为高电平时，可控硅 SCR1导通时，电灯LAMP才会点亮。 2．D2～D5、R7、DW、C3组成稳压二极管稳压电路产生7.5V直流电压给控制电路供电。 3．控制电路由三极管9013、COMS电路四与非门CD4011等元件组成。声电转换器MIC将声音转换成电信号、光敏电阻MG45受光线控制改变其阻值的大小（光强电阻变小）。C2、R5组成亮灯延时电路，时间常数＝R5×C2。控制的具体过程请同学自己分析。 三、电路安装注意事项： 电路板与220V高压连接在一起，在接220交流电时，必须接上灯泡（220V、25W即可）。并且要特别注意防止触电。 四、思考题： 1．电灯要点亮，U1A的输入端的电压应该为什么电平？ 2．D1管的作用是什么，是否可以省略此二极管？ 3．U1可以用4与门代替吗？你认为电路还有可以改动的地方吗？
声光控延时开关原理与制作 用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合广大电子爱好者自制。 一、电路的工作原理 声光控延时开关的电路原理图见图1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vd 1～vd4，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。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图2所示的方框图。 结合图2来分析图1。声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经c1耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(vd1)的2脚，r4、r7
E电子协会声控灯制作比赛策划书 一、活动目的： 为广大电子爱好者构建一个学习与交流的平台，让更多对电子制作感兴趣的同学得到更加专业的学习空间。 二、活动对象： e电子协会所有成员和所有电子爱好者 三、活动时间： 全文结束》》年4月中旬 四、比赛地点： e电子协会实验室 五、比赛题目： 声控灯的制作 六、参赛方式： 自由报名 七、评审方式：作品功能实现情况（40%），作品整体布局（20%） 作品焊接（20%），作品规模与技术含量（20%） 最终得分=两评委老师打分的平均分+时间参考分 八、奖励方式： 一等奖：1名（奖品+证书） 二等奖：2名（奖品+证书）
三等奖：3名（奖品+证书） 九、宣传方式 （1）提前一周在各个学院张贴海报，让同学们了解本次活动并积极参加 （2）协会主页上各发表一篇关于本次大赛的文章，及时跟踪信息，增进同学们对本次活动的了解 （4）宣传部负责稿件在校广播站宣传，力争更多的同学参加。 、活动工作人员：e电子协会会员 一、活动赛程 1、赛前让各评委熟悉评分标准。 2、4月日8：30选手进实验室，九点比赛正式开始点半正式开始。 3、赛后第三天举行颁奖仪式 二、安全措施、 1、由于参赛人数众多，导致场面拥挤，由工作人员在现场维持秩序。 2、用电安全 本次活动在电信学院的电子实验室进行，届时将严格按照实验室管理规章制度进行管理。活动过程中会大量用电，工作人员将保证用电安全，并且能在发生事故的第一时间及时拉断总电源，避免造成事故。
三、大赛规则： 1、参赛学生必须按统一时间参加竞赛，按时开赛，准时上交作品。 2、参赛选手必须提前5分钟入场； 3、进场后，参赛选手在未经工作人员许可的情况下不可以私自拆开比赛材料包装，提前比赛； 4、参赛不允许中途退出，若中途退出将不能参加最终的作品测评； 5、比赛开始之前，参赛选手需要首先检查比赛材料，如果发现材料出现缺少或者已损坏，可以举手示意，待工作人员确定后，更换比赛材料后接着比赛； 6、临近比赛终止时间时，工作人员会加以提醒。 7、比赛过程中，参赛选手不得肆意破坏比赛工具，否则对其破坏的工具赔偿； 8、比赛过程中，如出现突发情况，由工作人员安排解决； 四、职责安排表 活动策划及策划书写作策划部：廖志荣 活动宣传及会场布置宣传部： 教室申请及秩序维持纪检部： 活动主持人会长：吕江江 人员通知宣传部： 五、活动预算
电子小制作:自制声控灯 声控灯已经广泛应用在居民楼的楼道中,它给人民的生活带来很多的方便。这些声控灯电路中几乎都使用了集成电路,并且直接使用220V的交流电源。虽然这样做简化了电路,但对于初学者来说他们理解电路有一定的困难,调试电路也具有一定的危险性。这里介绍一个简单的声控灯电路,采用了三极管等分立元件和低压电源,不仅适合初学者的学习,而且通过电路中的继电器也可以控制其它电器进行工作。当你对着声控电路拍手或喊叫时,电路中的继电器会动作,如果用它控制小灯,可以使小灯工作几秒钟,然后自动关闭。 一、元器件的准备
所用的元器件如表7所示。电路中使用了一只Φ27的压电陶瓷片,它的符号和外形见图7-1所示,最好带有共鸣腔。电路板是按 J R C4098型6V继电器的尺寸设计的,也可以根据需要选用其他符合要求的继电器。电路也可以使用外接电源。
图7-1 压电陶瓷片的符号和外形 三、电路工作原理 图7-2中三极管VT2、VT3及其电阻器、电容器组成了单稳态电路。电阻器R3为三极管V T2提供了基极电流;而三极管V T3的 基极电流则是从三极管V T2的集电极电阻R4上得到的。三极管 V T2集电极与三极管V T3基极之间是直接耦合的;而三极管V T3 集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C2来完成的。电阻器R4是三极管V T2的集电极负载,三极管VT3的集电极负 载是电阻器R5。 单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时,选择合理的R3使三极管V T2稳定在饱和状态,此时它的集电 极电压约为0.3V以下。这样使三极管V T3稳定在截止状态。这 就是单稳态电路的稳定状态。 当一个负脉冲通过C1到达三极管V T2的基极时,三极管V T2开 始趋向截止,它的集电极电流减小,集电极电压升高;经过直接耦 合,使三极管VT3的基极电压升高,三极管V T3开始导通,它的集 电极电压下降;经电容C2的藕合又使三极管V T2的基极电压进 一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在),形成一个正反馈,很快 达到一个新的状态。此时三极管V T2截止,三极管V T3饱和导通。
一、三极管的简单检测方法（经验判断）1.冒状的三极管：对于这种冒状三极管，一般都有个凸出的部分，则突出部分对应为E极，然后B极应该为中间的引脚，另外一脚则为C 极； 2.普通的三极管：对于这种三极管，首先用数字万用表检测出B极（万用表打到导通挡，若测得某一引脚与其他两引脚的压降为无穷大，调换表笔，测得此引脚与其他两引脚都存在一定的压降，则可判定此引脚为B极），检测出B极后，将万用表打到导通挡（即二极管挡），分别测量另外两支引脚对B极的正向偏压，其中偏压较大的为E极，偏压较小的为C极； （注：一般三极管若检测出B极在一端，则另一端为E极，中间为C极） 二、电容的串、并联： 1.电容串联电路的基本特征： a):电容串联后总电容的倒数等于各电容容量的倒数之和，即1/C=1/C1+1/C2+…,这一点与电阻并联电路相同。（记住一个特例：当两个容量相等电容串联后，其总的电容容量为原来单个电容容量的一半。） 在电容串联电路中，容量大的电容两端电压小，容量b): 小的电容两端电压大（由Q=C*U，存储在串联电路中各个电容的电荷量Q相等，所以容量越大，电容两端电压越小。），
当某个电容的容量远大于其他电容时，该电容相当于通路，此时电路中起决定性作用的是容量小的电容。 c):两只有极性电解电容顺串联的结果仍然为一只 有极性的电容，总电容的容量减小，总电容的耐压提高；逆串联后电容没有极性，两根引脚可以任意接入电路中。 2.电容并联电路的基本特征： a):电容并联电路中的总电容等于各电容的容量之和，即总容量C= C1+C2+…，这一点与电阻串联特性相似。 b)：电容并联电路中各电容上电压相等，各电容支路中，大容量电容支路中的电流大，小容量电容支路中的电流小。（因为并联电路两端电压相等，容量大容抗小，电流 大） 说明：（平板电容公式为c=εs/4πkd.平行板电容器的电容c跟介电常数ε成正比，跟正对面积成s正比,跟极板间的距离d成反比，其中式中的k是静电力常量。 π约等于3.1415926）两个或两个以上电容器串联时，相当于绝缘距离加长，因为只有最靠两边的两块极板起作用，又因电容和距离成反比，距离下降；两个或两个以上电容器并联时，相当于极增加，电容． 板的面积增大了，又因电容和面积成正比，面积增加，电容增大。
河北联合大学轻工学院 QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY 专业英语设计论文 设计（论文）题目：新型声控灯的设计与制作 学生姓名：温金鹏 学号：201324390224 专业班级：13电气2班 学部：信息科学与技术 2015年6月23日
新型声控灯的设计与制作 温金鹏（华北理工大学轻工学院） 摘要：声控灯应用较广，但易受环境的噪声干扰而产生误动作。文章介绍一款用CD4013集成电路设计制作完成的新型声控灯，其抗干扰能力比常见声控开关要强。对新型声控灯系统的结构组成，具体电路作用及工作原理做了详细的阐述，并介绍了制作步骤。 关键词：声控灯；抗干扰；设计；制作；CD4013 Design and Fabrication of a Novel Voice Activated Light Wen Jinpeng (QingGong college,North China university of science and technology) Abstract: Voice activated light has wide application, but it is easy for it to occur error action due to the interference from environment noise. This paper introduces a novel voice activated light composed of and fabricated with CD4013 IC, so it has stronger interference immunity than that of common voice activated switch. The paper describes the structure composition of the voice activated system, the functions and working principles of the circuits, and presents the fabrication steps. Key words：voice activated light; interference immunity; design; fabrication; CD4013
电子电路基础知识 一、电路常识： （1）电压，电流 电压和电流是亲兄弟，电流是从电压（位）高的地方流向电压（位）低的地方，有电流产生就一定是因为有电压的存在，但有电压的存在却不一定会产生电流——如果只有电压而没有电流，就可证明电路中有断路现象（比如电路中设有开关）。另外有时测量电压正常但测量电流时就不一定正常了，比如有轻微短路现象或某个元件的阻值变大现象等，所以在检修中一定要将电压值和电流值结合起来进行分析。注：电压的符号是“V”，电流的符号是“A”。 （2）并联电路和串联电路 并联电路 举个例子，五个人前后站成一列，他们的左手互相拉在一起，右手互相拉在一起； 这个就是并联，只不过在电路中不是人手之间联接，而是用电器之间的进线端和出线端之间的联接，在并联电路中如果所用用电器的进线端互相都联接在一起，出线端互相也联接在一起，就是并联电路。 并联电路特点如下： 如果在并联电路中的用电器进线端与出线端之间加上一个电压，那么所有用电器的进线端与出线端之间电压是一样的，即在并联电路中所有电器之间电压相等，但是不同的用电器因为内部电阻不同那么流过的电流就不同了，即并联电路的分流现象。 串联电路 举个例子，五个人左右站成一排，而不是一列了，第一个人的右手和第二个人的左手拉在一起，第二个人的右手和第三个人的左手拉在一起，依次类推；这种现象就是串联了，在电路中则是第一个用电器的出线端与下一个用电器的进线端相联接，第二个用电器的出线端与下一个用电器的进线端相联接，这就是串联电路。 串联电路特点如下：
如果给串联在一起的用电器上加一个电压，即在第一个用电器的进线端与最后一个用电器的出线端之间加电压，流过所用用电器的电流都是一样的，电流的大小等于这个电压除以所有用电器的电阻之和；而由于不同用电器内部阻值的不同使得不同用电器之间的电压也有所不同，即串联电路的分压现象。 二、常用电子元器件 （1）电阻器 各种材料对它所通过的电流呈现有一定的阻力，这种阻力称为电阻，具有集总电阻这种物理性质的实体（元件）叫电阻器（简单地说就是有阻值的导体）。它的作用在电路中是非常重要的，在电脑各板卡及外设中的数量也是非常多的。它的分类也是多种多样的，如果按用处分类有：限流电阻、降压电阻、分压电阻、保护电阻、启动电阻、取样电阻、去耦电阻、信号衰减电阻等；如果按外形及制作材料分类有：金膜电阻、碳膜电阻、水泥电阻、无感电阻、热敏电阻、压敏电阻、拉线电阻、贴片电阻等；如果按功率分类有：1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W……等等。 阻值标称方法我们一定要知道，下面我就以最为常见的贴片电阻为例介绍一下（其它的电阻标称方法同样）：贴片电阻的标称方法有数字法和色环法这两种。先说数字法，通常有电阻上有三个数字XXX，前两个数字依次是