
曾俊超-智能声光控制电路
简介
基于NE555的声光控智能灯设计是一个典型的模拟电路应用,通过NE555定时器、光敏电阻、咪头和三极管等元件的协同工作,实现了声光两级控制和延时自动控制功能。该电路不仅具有结构简单、成本低的优点,
简介:基于NE555的声光控智能灯设计是一个典型的模拟电路应用,通过NE555定时器、光敏电阻、咪头和三极管等元件的协同工作,实现了声光两级控制和延时自动控制功能。该电路不仅具有结构简单、成本低的优点,开源协议
:GPL 3.0
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基于NE555的声光控智能灯设计原理解析
1 项目描述
基于NE555的声光控智能灯设计,集声控、光控、延时自动控制技术为一体。当拨动开关S1未打开时,咪头MIC采集声响时,VOUT显示灯会通电亮灯。当拨动开关S1打开时,受光控自锁,光敏电阻LDR受光线影响时,即光线较强时,有声响也不通电亮灯;光敏电阻LDR不受光线影响时,即光线较暗时,有声响时显示灯VOUT会通电亮灯。 可通过调节电位器RP1的阻值,来改变VOUT显示灯的亮灯时长。
2 总体方案
总体方案系统框图如图所示,声光控智能灯电路为声光两级控制照明电路,照明灯开关队光线强弱的感应控制是第一级开关,对声音的感应控制是第二级开关。延时控制通过NE555定时器构成的单稳态触发电路实现。
3 电路原理
电源部分采用采用Micro USB接口沉板设计,板载5.08mm_3P螺钉式接线端子,可外接电源供电和输出VOUT电压。通电时,二极管D1起防倒灌作用,POWER指示灯亮起,电源供电正常。
未打开拨动开关S1时,光敏电阻LDR不起作用,咪头MIC采集到声音信号,经三极管Q1和Q2放大至NE555定时器的2脚触发,NE555定时器的3脚输出高电平,VOUT显示灯亮起。
打开拨动开关S1时,白天光线较强时,光敏电阻LDR受光线的影响,阻值减小,NE555定时器的4脚电压被拉低,NE555定时器复位,即使咪头MIC采集到声音信号,NE555定时器的3脚始终输出为低电平,VOUT显示灯不会亮起。傍晚环境光线变暗后,光敏电阻LDR不受光线的影响,阻值增大,NE555定时器的4脚电压升高,NE555定时器正常工作,咪头MIC采集到声音信号,经三极管Q1和Q2放大至NE555定时器的2脚触发,NE555定时器的3脚输出高电平,VOUT显示灯亮起,声音消失后,NE555处在暂稳态状态,当电容C2电压充电升高至NE555定时器的6脚的阈值电压2/3VCC时,7脚呈现低阻态,电容C2通过7脚内部对地放电,3脚电压变成低电平,VOUT显示灯熄灭。
NE555暂稳态的工作时间长短决定了VOUT显示灯亮的时间长短,通过调节电位器RP1的阻值,可改变NE555定时器3脚产生的脉冲频率和占空比。当电位器阻值减小时,VOUT显示灯亮灯时间变短;当电位器阻值增大时,VOUT显示灯亮灯时间变长。
1. 电源部分
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Micro USB接口:
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选择原因:Micro USB接口是一种常见的电源输入接口,体积小,便于设计和使用。
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参数:支持5V直流电源输入,符合电路的供电需求。
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板载5.08mm_3P螺钉式接线端子:
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选择原因:螺钉式接线端子便于外接电源和输出电压,连接可靠,适合电路的供电和输出需求。
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参数:支持5V直流电源输入和输出,符合电路的供电需求。
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二极管D1:
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选择原因:二极管D1用于防倒灌保护,防止外部电源反接导致电路损坏。
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参数:选择耐压值大于电源电压的二极管,如1N4007(耐压1000V,电流1A),确保电路安全。
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POWER指示灯:
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选择原因:用于指示电源供电状态,方便用户了解电路是否通电。
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参数:选择工作电压为5V的LED指示灯,功耗低,寿命长。
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2. 声控部分
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咪头MIC:
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选择原因:咪头MIC用于采集环境声音信号,将声音信号转换为电信号。
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参数:选择灵敏度高、频率响应范围广的咪头,如驻极体咪头,确保能够准确采集声音信号。
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三极管Q1和Q2:
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选择原因:用于放大咪头MIC采集到的声音信号,将微弱的声音信号放大到足以触发NE555定时器的程度。
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参数:选择NPN型三极管,如9014或9013,具有较高的放大倍数(β值),确保信号放大效果。
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NE555定时器:
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选择原因:作为核心控制芯片,接收放大后的声音信号,控制VOUT显示灯的亮灭。
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参数:NE555定时器具有稳定的定时性能和较高的可靠性,适合用于延时控制电路。
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3. 光控部分
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光敏电阻LDR:
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选择原因:光敏电阻LDR用于检测环境光线强度,其阻值随光线强度变化而变化。
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参数:选择灵敏度高、响应速度快的光敏电阻,如CdS光敏电阻,确保能够准确检测光线强度。
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拨动开关S1:
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选择原因:用于控制光控功能的开启和关闭。
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参数:选择小型拨动开关,体积小,便于安装,接触可靠,确保电路的稳定运行。
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4. 延时控制部分
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电位器RP1:
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选择原因:用于调节NE555定时器的暂稳态工作时间,从而改变VOUT显示灯的亮灯时长。
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参数:选择可调范围合适的电位器,如10kΩ-100kΩ的线性电位器,确保能够灵活调节延时时间。
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电容C2:
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选择原因:与电位器RP1一起决定NE555定时器的暂稳态时间,影响VOUT显示灯的亮灯时长。
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参数:选择耐压值合适的电容器,如0.001μF-1μF的电解电容,确保电路的稳定运行。
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电阻R1和R2:
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选择原因:与电容C2一起构成定时器的充放电电路,影响定时器的工作状态。
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参数:选择阻值合适的电阻,如1kΩ-10kΩ的电阻,确保充放电时间的准确性。
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5. 显示部分
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VOUT显示灯:
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选择原因:用于指示电路的工作状态,当NE555定时器的3脚输出高电平时,显示灯亮起;当3脚输出低电平时,显示灯熄灭。
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参数:选择工作电压为5V的LED显示灯,功耗低,寿命长,确保显示效果清晰。
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总结
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电源部分:选择Micro USB接口和螺钉式接线端子,确保电源输入和输出的稳定性和可靠性;选择二极管D1和POWER指示灯,确保电源安全和状态指示。
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声控部分:选择咪头MIC和三极管Q1、Q2,确保声音信号的准确采集和放大;选择NE555定时器,确保控制信号的稳定性和可靠性。
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光控部分:选择光敏电阻LDR和拨动开关S1,确保光线强度的准确检测和光控功能的灵活控制。
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延时控制部分:选择电位器RP1、电容C2和电阻R1、R2,确保延时时间的准确调节和定时器的稳定工作。
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显示部分:选择VOUT显示灯,确保电路工作状态的清晰指示。
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参考文章:



设计图

BOM


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