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新型聲控燈的設(shè)計與制作
時間:2022-02-04 10:22:00

摘要:聲控燈應(yīng)用較廣,但易受環(huán)境的噪聲干擾而產(chǎn)生誤動作。文章介紹一款用CD4013集成電路設(shè)計制作完成的新型聲控燈,其抗干擾能力比常見聲控開關(guān)要強。對新型聲控燈系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成,具體電路作用及工作原理做了詳細的闡述,并介紹了制作步驟。關(guān)鍵詞:聲控燈;抗旱擾設(shè)計制作CD40130 前言 聲控燈應(yīng)用較廣,但易受環(huán)境的噪聲干擾而產(chǎn)生誤動作。本文介紹一款用通用集成電路CD4013設(shè)計制作完成的新型聲控燈,其抗干擾能力比常見聲控開關(guān)要強:受二次沖擊聲亮,再受二次沖擊聲暗。而且要求二次聲音的時間間隔大于0.3s,小于0.8s,滿足條件的聲音有效,否則無效。這樣的控制才是“智能化”的控制,才是生活中需要的控制。 本聲控燈由聲波采集,脈沖形成、CD4013為核心組成韻單穩(wěn)態(tài)電路、定時延時電路、雙穩(wěn)態(tài)電路、可控硅控制電路等電路組成,它們之間巧妙的作用使其只接收具有一定規(guī)律的兩個沖擊聲響,例如,適當快慢的兩次拍掌聲,而對其他無規(guī)律的聲響(如說話聲、雷聲)則不響應(yīng)。本新型聲控白熾燈造價便宜,僅8元左右。1 系統(tǒng)設(shè)計思想和結(jié)構(gòu)框圖1.1 新型聲控燈的設(shè)計要求 抗干擾能力較強的新型聲控燈要求如下:1)掌聲響兩次,燈才亮或滅;2)在2s內(nèi)的掌聲才有效;3)兩次掌聲的間隔在0.5s以上才有效;4)在5m遠處擊掌能進行控制。1.2 聲控燈的設(shè)計原理 設(shè)計思路:1)控制燈的亮暗,用繼電器或可控硅。本設(shè)計用可控硅,其優(yōu)點是所需的控制電流小,幾mA足矣;體積比繼電器要小。2)雙穩(wěn)態(tài)電路有分立元件組成的和集成電路的兩種。本文采用CMOS集成電路設(shè)計:其優(yōu)點是設(shè)計成的控制電路功耗小,電路的一致性好,抗干擾性強。3)聲音是模擬信號,需將模擬信號轉(zhuǎn)變成脈沖信號。在CMOS集成電路中,集2)、3)特點應(yīng)用于一體的可用CD4013集成塊來實現(xiàn)。4)駐極體話筒得到的聲音信號較弱,要適當放大聲音信號,使其有較高的靈敏度。1.3 聲控燈系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)上述內(nèi)容,可畫出本控制電路的結(jié)構(gòu)方框圖,如圖1所示。可見系統(tǒng)由聲音信號傳感器電路、信號放大電路、CD4013為核心組成的單穩(wěn)態(tài)電路和雙穩(wěn)態(tài)電路、可控硅控制電路、簡易電源電路以及一些輔助電路構(gòu)成。

2 電路設(shè)計及原理闡述2.1 電路設(shè)計 電路設(shè)計要遵從簡潔至上原則,根據(jù)系統(tǒng)框圖所示添加器件。圖2是聲控燈的初始電路圖,在萬能板上焊接實驗后,基本能滿足系統(tǒng)的要求,但聲控靈敏度太低,有效距離僅1m左右。看來需改進電路,以提高聲控靈敏度。

在圖2的基礎(chǔ)上,將Q1放大的聲音信號進行檢波,由Q2再次放大,設(shè)計成如圖3所示的聲控電路,聲控靈敏度大幅度提高,有效距離達到5m,滿足了要求。

關(guān)鍵詞: 聲控燈 抗旱擾 設(shè)計 制作 CD4013

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