聲光控實驗報告範文

篇一：聲光控燈實驗報告

（1）課題名稱：聲光控制路燈設計

（2）內容摘要：本次設計的小組成員有徐海龍、秦應昌，在思考、設計、焊制、調試階段，我們一直共同努力。此次我們組需要設計的電路是聲光控制路燈電路，在此電路中，我們希望達到的目的是，使電路能根據聲音和光線的作用自動發光，並且自動熄滅。在白天強光照射時，電路中燈泡不發光；而晚上無燈光或被遮光，並且有聲響時燈泡發光，且延續約10秒後熄滅。

此電路圖的設計主要是基於用聲光控延時開關代替住宅小區的樓道上的開關，只有在天黑以後，當有人走過樓梯通道，發出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，當人們進入家門或走出公寓，樓道燈延時幾分鐘後會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達到節能的目的。聲光控延時開關不僅適用於住宅區的樓道，而且也適用於工廠、辦公樓、教學樓等公共場所，用途非常廣泛。

課題分析它主要由3部分組成：話筒，光敏電阻，555延時。能夠通過調節電阻和電容的大小來改變燈亮的時間長短，如果，時間過長就應該減小電阻或電容的值，反之，則增大。光敏電阻和話筒的高度也會使燈的時間受到影響。聲光控節電開關，在白天或光線較亮時，555觸發器呈關閉狀態，燈不亮；夜間或光線較暗時，555觸發器呈預備工作狀態，當有人經過該開關附近時，腳步聲、説話聲、拍手聲等都能開啟節電開關。燈亮後經過10秒左右的延時節電開關自動關閉，燈滅。該開關擴展型適用於樓道、走廊、洗涮間、廁所等公共場合，能節電並延長燈泡使用壽命。給人們的生活帶來了很多的方便，受到了廣泛的應用。本電路是採用分分離元件的聲控延時電路，其電路原理圖如下圖所示方框原理圖説明：

（3）設計指標（要求）；設計一個聲光控制開關，用聲音和光照同時控制，當光線很暗的時候有聲音觸發就打開開關（控制一個6v/100mA小燈泡負載），開關延遲時間在10秒左右。當光線較強的時候聲控不起作用。

（4）系統框圖與方案選擇；

方案一：

本方案中MIC捕捉到聲音信號時，產生出交流信號經過Q1的阻容耦合放大電路放大，然後經過C3的隔直耦合電容給Q2的基極一個偏置電壓使Q2導通，Q2導通前555觸發器2腳電壓等於VCC等於5V當Q2導通後2腳電壓低於1/3VCC使555觸發器進入工作狀態LED亮當T=RC時555通過7，6腳放電完畢LED自動熄滅。光控是通過光敏電阻和100K電阻串聯分壓控制4腳電位來實現當有光時光敏電阻阻值約為20K使4腳電壓很小555觸發器處於關閉狀態LED不會亮，當沒光時光敏電阻阻值約為150K這時4腳處於高電位555處於預備工作狀態當聲音出發信號到達後LED燈亮並通過555達成延時熄滅。不採用此方案的原因：

由於方案一中有2個三極管增大了電路的複雜程度，使參數的計算、元件封裝和焊接等的難度大大增加所以不採用方案一。

元器件選擇；駐極體話筒；光敏電阻；晶體管；定時器555；發光二極管；電阻、電容器、二極管若干，三極管。

當MIC獲得聲音信號後轉換成電信號通過放大電路放大。為了獲得比較高的靈敏度則放大倍數應該儘量大所以Q1選取9014。光控電路中光敏電阻的阻值範圍為20—150K所以選比較大的分壓電阻使在有光時555觸發器因4腳為第電平而處於關閉狀態，無光時4腳高電平555能夠工作。因為延時時間約為10秒，而延時時間由時間常數RC決定所以取R9=100K，C3=100u。

工作原理：

電路有聲音信號輸入時，MIC將聲音信號轉換成電信號後經由三極管Q1等元件構成的阻容耦合放大電路放大後送如555構成的單穩態觸發器的輸入端2腳，使2腳電位低於1/3VCC從而使觸發器進入暫穩態輸出高電平LED亮，2腳原來的電位是由R7（100K）和R10（68K）的電阻串聯分壓提供的兩電阻阻值比約為3：2使2腳電壓略大於1/3VCC觸發器不工作，而聲音信號經放大後的交流觸發信號到來時剛好能使2腳電位低於1/3VCC。LED亮後隨着電容C3（100u）的充電當Uc>2/3Vcc時，電容C3開始迅速放電，當放電完成時觸發器回到穩定狀態LED熄滅。

（5）組裝調試；

封裝時擺放元器件也是十分重要的，將原件擺放到合適的位置有利於整體版面的美觀大方，各個元件之間既不能緊湊在一起，又不能離得太遠了，因為在一起會給焊接帶來很多麻煩，離得太遠又耗費導線，導線應該沿着電路板的邊緣鋪設，避免交叉。

調試時會出現一下幾種問題：

1．無光條件下輸入聲音信號LED不亮。

這種情況的主要原因是阻容耦合放大電路的放大倍數太小，聲控電路部分對聲音信號的靈敏度比較低。解決這個問題要仔細計算提高阻容耦合放大電路的放大倍數。

2．無光條件下不輸入聲音信號LED仍然會亮

出現這種情況，是由於R7與R10構成的2腳分壓偏置中R10的阻值過小使2腳電壓始終小於1/3VCC觸發器一直處於暫穩態無論有無聲音信號LED都會亮。所以應適當調整增大R10的阻值。

3．有光輸入聲音信號LED亮

這是由於與光敏電阻串聯的分壓電阻R5太小使有光條件下光敏電阻仍能分到較高的電壓使555觸發器能夠工作。解決這個問題要適當增加R5的阻值。

（6）實際PCB圖或佈線圖；

（7）電路方案的優缺點及改進展望

本電路的優點是電路的結構和原理簡單，易於操作製作。缺點在於電路系統的穩定性和靈敏度等不是很好，同時電路的應用範圍存在侷限性無法應用到實際的生產生活中，工程意義不大。

電路的改進可以加入一些能提高穩定性、靈敏度的電路如交流整流、穩壓等電路以應用於實際工程設計。

（8）設計結果與數據處理

篇二：聲光控制燈實驗報告

一、實訓目的

專業設計實訓Ⅰ是建立在已學的電工與電路、模擬電子技術和數字電子技術課程以後，綜合運用課程所學的理論知識，實際進行課題的設計、安裝和調試。是一門知識應用、綜合、智力開發創新、工程技能訓練、理論性和實際性極強的課程。其主要目的有以下幾個方面：

（1）通過對電子技術的綜合運用，使學到的理論知識相互融泄貫通，在認識上產生一個飛躍。

（2）初步掌握一般模擬電路、數字電路的設計方法，使學生得到一些工程設計的初步訓練，併為以後的畢業設計奠定良好基礎。

（3）培養同學自學能力，獨立分析問題、解決問題的能力。對設計中遇到的問題，通過獨立思考、查找工具書、參考文獻、尋求正確答案；對實踐中碰到的一些問題，能通過觀察、分析、判斷、改正、再實踐、再分析等基本方法去解決。

（4）通過專業設計實訓這一教學環節，樹立嚴肅認真，文明仔細，實事求是的科學作風，樹立生產觀點，經濟觀點和全局觀點。

二、內容與要求

設計內容：用聲光控延時開關代替住宅小區的樓道上的開關，只有在天黑以後，當有人走過樓梯通道，發出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，當人們進入家門或走出公寓，樓道燈延時幾分鐘後會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達到節能的目的。聲光控延時開關不僅適用於住宅區的樓道，而且也適用於工廠、辦公樓、教學樓等公共場所，它具有體積小、製作容易、工作可靠等優點。

設計要求：

①白天，即使有聲音，燈也不會亮；

②晚上，當有腳步聲或其它聲音時，燈會自動點亮；

③亮燈延時時間60秒，60秒後照明燈自動熄滅；

④自制直流供電電路

三、實訓過程

1．方案設計

（1）課題分析

根據設計任務，聲光控制LED照明燈的基本組成框圖如圖3—1所示。

圖3—1聲光控制LED照明燈方框圖

（2）方案論證

（1）確立電路形式及元器件型號

①放大電路：聲音傳感器的輸出信號非常微弱，為方便後級電路處理要先行放大。用三極管放大或運算放大器都可以，可以根據情況自由選擇。

②比較電路：當晚上，或有聲音時輸出高電平，這裏用比較器來實現這一功能，可以運放構成單門限電路。

③與門電路：根據要求，LED燈必須是晚上，且有聲音時才點亮，所以設置一個與門電路，可以用數字電路的與門電路，也可以用二極管構成與門電路。

④延時電路：為了保證觸發之後，LED燈點亮至少60秒，必須設置延時電路，這裏可以用簡單的RC電路實現。

⑤驅動電路與開關電路：用於驅動LED照明燈，這個部分即要保證足夠的驅動電流，又不能驅動過頭。

2．電路原理

根據以上方案，畫出系統的電路如下圖3—2所示。。

圖3—2

電路中的主要元器件是使用了數字集成電路CD4011。其內部含有4個獨立的與非門D1～D4，電路結構簡單。可靠性高。

顧名思義，聲光控延時開關就是用聲音來控制開關的“開啟”，若干分鐘後延時開關“自動關閉”。因此，整個電路的功能就是將聲音信號處理後．變為電子開關的開關動作。明確了電路的信號流向後，即可依據主要元器件將電路劃分為若干個單元。

聲音信號（腳步聲、掌聲等）由駐極體話筒BM接收並轉換成電信號，經C1耦合到D3進行電壓放大，與非門D3此時是一個放大電路，放大的信號送到R3的一端。R3、R4構成分壓電路，並接到控制門D4的13腳，作為聲控信號。當有聲音信號時，IC的10腳為高電平“1”，則R3、R4的中間分壓為低電平“0”，即控制門D4的13腳為低電平。

為了使聲光控開關在白天開關斷開，即由光敏電阻RG等元件組成光控電路。R6和RG組成串聯分壓電路，夜晚無環境光時，光敏電阻的阻值很大，RG兩端的電壓高，則與非門D1的1腳為高電平“1”。通過與非門D1則為低電平“0”。再通過二極管D1輸入到控制門D4的13腳，也為低電平“0”。使聲光控電路工作具備了光控條件。白天較強的環境使RG的阻值很小。RG兩端的電壓幾乎為0，即為低電平“0”，則與非門D1的1腳為低電平“0”，使聲光控電路不具備光控條件，電子開關處於斷開狀態。

當夜晚．同時又有外界聲音信號時，控制門（與非門）D4的輸入端，有一端為低電平“0”，輸出為高電平“1”。使單向可控硅導通，電子開關閉合；同時給C3充電，C3和R5構成延時電路．延時時間T=2πR5C3，改變R5或C3的值，可改變延時時間，滿足不同的延時要求，C3充滿電後只向R5放電，當放電到一定電平時，與非門D2的輸入端5、6腳為低電平，輸出為高電平．與非門的12腳為高電平“1”，同時沒有聲音信號時與非門的13腳也為高電平“1”，與非門D4，的兩個輸入端為高電平，則它的輸出為低電平“0”，使單向可控硅截止。電子開關斷開。完成一次完整的電子開關由開到關的過程。

二極管VD1—VD4將交流220V進行橋式整流．變成脈動直流電。又經R9降壓，C4濾波後即為電路的直流電源，為BM、IC等供電。

3．元器件的選擇

IC選用CMOS數字集成電路CD4011，CD4011有四個獨立的與非門電路，內部功能見圖3，Vss是電源的負極，VDD是電源的正極。可控硅T選用1A／400V的進口單向可控硅1006型，如負載電流大可選用3A、6A、10A等規格的單向可控硅，它的測量方法是：用RX1檔，將紅表筆接可控硅的負極，黑表筆接正極，這時錶針無讀數，然後用黑表筆觸一下控制極K，這時表有讀數，黑表筆馬上離開這時表仍有讀數（注意觸控制極時正負表筆是始終連接的）説明該可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄機用的小話筒，它的測量方法是：用RX100檔將紅表筆接外殼的S、黑表筆接D，這時用口對着駐極體吹氣，若錶針有擺動説明該駐極體完好，擺動越大靈敏度越高；光敏電阻選用的是625A型，有光照射時電阻為20K以下，無光時電阻值大幹100MΩ，説明該元件是完好的。二極管採用普通的整流二極管1N4001～1N4007。總之，元件的選擇可靈活掌握，參數可在一定範圍內選用。其它元件按圖1所示的標註即可。

4．安裝製作

對照元件清單買到電子元器件後，首先對照材料清單將各材料認真清點一遍，並用萬用表粗略地（因出廠前已測量過）測量一下各元件，做到心中有數。

焊接時注意先焊接無極性的阻容元件，電阻採用卧裝，電容採用直立裝，緊貼電路板，焊接有極性的元件如電解電容、話筒、整流二極管、三極管、單向可控硅等元件時千萬不要裝反，注意極性的正確。否則電路不能正常工作甚至燒燬元器件。

5．調試

調試前，先將焊好的電路板對照電路圖認真核對一遍，不要有錯焊、漏焊、短路等現象發生。通電後，人體不允許接觸電路板的任一部分，防止觸電，注意安全。如用萬用表檢測時，將萬需表兩表筆接觸電路板相應處即可。

本電路調試時請先將光敏電阻的光擋住，將AB分別接在電燈的開關位上，用手輕拍駐極體，這時燈應亮，若用光照射光敏電阻，再用手重拍駐極體，這時燈不亮。説明光敏電阻完好，這時表示製作成功。若不成功請仔細檢查有無虛假錯焊和拖錫短路現象。

篇三：聲光控路燈控制系統實驗報告

一試驗目的

1。瞭解並掌握光敏三極管和光敏電阻的應用以及聲控的交流信號的處理

2。掌握繼電器的引腳結構以及其應用方法

3。熟練掌握三極管三個引腳的引用電路

4。熟練掌握LM324運放作為比較器和運放的應用電路

5。掌握與門的工作原理和引腳接法，並應用到實際電路中

二實驗內容

1。按要求搭接電路，並調整電路，（注意運放被燒壞）

2。完成電路的工作，實現基本原件的功能

三實驗器材

光敏三極管一隻，光敏電阻一隻，LM324運放一個，繼電器一個，9014三極管一個，二極管一個，100k的電阻兩個，47k的滑動變阻器一個，導線若干，直流電源設備

四基本原理

光敏三極管在紅外光照射下導通獲得低電平，從而通過比較器和繼電器來控制燈的熄滅狀態

光敏三極管在遮光下截止獲得高電平，從而通過比較器和繼電器來控制燈的點亮狀態

光敏電阻在光照射下導通獲得低電平，從而通過比較器和繼電器來控制燈的熄滅狀態

光敏電阻在遮光下截止獲得高電平，從而通過比較器和繼電器來控制燈的點亮狀態

用麥克風作為聲音的源，通過濾波放大，整流後將聲音信號轉換為電流信號再轉換為電壓信號，從而控制繼電器，來實現燈亮與滅的控制

用與門將二者相結合，共同作為與門的輸入信號，將輸出引出，來控制繼電器實現控制燈的亮與滅

五試驗步驟

1。找齊電路所需的基本原件，搭接電路。

2。測試電路中的各個點的電壓狀態

3。檢測完電壓之後，開始進行對光敏三極管遮光和曝光處理，看電燈是否有閃爍的變化

4將光敏三極管換成光敏電阻做步驟3同樣的處理方法，看電燈是否有閃爍的變化

5。將麥克風的輸入轉換為電壓控制繼電器

6。用與門將聲光信號作為輸入，同時引出輸出來控制繼電器，實現燈得亮與滅

7。得出結論，整理器材。

六實驗電路如圖

結論：實驗電路完全能夠得到實驗開始所提出的要求，主要的缺點就是聲控的範圍太窄，必須要對準麥克風才有比較好的效果。