路燈控制器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方案比較研究

馬永勛　甘意豪　周星宇　葉宗森

摘? 要：本文主要是設(shè)計(jì)一個(gè)路燈控制器，路燈控制器主要由聲控電路、光控電路、延時(shí)電路組成。聲控電路主要由話筒收集聲音信號，光控電路主要由光敏電阻實(shí)現(xiàn)，延時(shí)電路主要由NE555組成。白天，燈會自己熄滅，有聲音時(shí)燈也不會亮;夜晚，有聲音時(shí)燈會自動點(diǎn)亮。聲控和光控有利于節(jié)能而且便于控制，使電路具有的靈敏度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：聲控電路;光控電路;延時(shí)電路;電源電路

一、設(shè)計(jì)背景

隨著城市化進(jìn)程的加快，人民生活會水平的不斷提高，城市建設(shè)顯得越來越重要。在各個(gè)大街小巷隨處都有路燈，不僅點(diǎn)亮了人們的日常生活，更給社會生活帶來安全與方便。在如今這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，科技越來越涌入人們的生活，路燈的設(shè)計(jì)也變得愈加多樣化，生產(chǎn)的廠家越來越多，智能化提高，節(jié)能性好，功能各樣，比如聲光控路燈、太陽能路燈、智能節(jié)能路燈等等。隨著能源的短缺，對于新型節(jié)能器件的要求與需求也越來越高，為了減少大氣污染等問題，減少不可再生資源的使用，提高能源利用率等，綠色型路燈控制器成為了各個(gè)城市的首選。聲光控路燈控制器實(shí)現(xiàn)公共照明系統(tǒng)的工作電流與亮度需求的結(jié)合，達(dá)到節(jié)能和供電的目的，對用電系統(tǒng)的保護(hù)作用可使其壽命延長，不僅能給人帶來方便，更具有節(jié)能的作用，安全性也相當(dāng)高。樓道、居家走廊、賓館、飯店等都對燈有這很大的需求，基于我國的國情，聲光控型的燈更能普及，所以對聲光控路燈的研究顯得十分必要。

二、總體方案設(shè)計(jì)

通過查閱相關(guān)的資料，結(jié)合自己的理解以及分析，我提出了兩種方案來實(shí)行其功能。下面就介紹兩種方案對同一目的的實(shí)現(xiàn)方法，并對這兩種方案的組成框圖以及實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說明，比較兩種方案的優(yōu)劣，闡述我最終選擇方案的原因。

（一）方案比較

1、方案一

整個(gè)電路主要由聲控電路、電源電路、光控電路、延時(shí)電路組成，光控電路對整個(gè)外界光亮程度進(jìn)行檢測，輸出與整個(gè)光亮程度相對應(yīng)的電壓信號，從而實(shí)現(xiàn)白天燈泡不亮晚上燈泡亮的功能。話筒能夠收集聲音，當(dāng)有聲音時(shí)燈會自然點(diǎn)亮，沒有聲音時(shí)，燈會自動熄滅。延時(shí)電路可使燈泡在聲音消失后延遲一點(diǎn)時(shí)間熄滅，必要時(shí)可增加一個(gè)開關(guān)，以便于控制聲控部分，提高實(shí)用性。

2、方案二

用74LS161和74LS194以及555定時(shí)器來控制電路，主要由脈沖產(chǎn)生電路、時(shí)序控制電路等組成，通過脈沖信號發(fā)生器來驅(qū)動控制電路，寄存器輸出端直接驅(qū)動燈泡使其發(fā)亮，可進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)算燈泡開關(guān)的次數(shù)。

（二）方案論證

經(jīng)過仿真，兩種方案均可以實(shí)行且都能實(shí)現(xiàn)其功能。

方案一的優(yōu)點(diǎn)在于電路構(gòu)成簡單，實(shí)現(xiàn)起來也很容易，器件都是平常的常用器件，且能夠?qū)﹄娐愤M(jìn)行很好的控制，便于在現(xiàn)實(shí)生活中進(jìn)行管理和維修。采用555時(shí)基電路作為控制元件，其控制性較好，不但制作簡單，調(diào)試容易，而且電路的靜態(tài)功耗也很小。缺點(diǎn)是電路沒有計(jì)數(shù)功能，與方案二相對功能比較單一。實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)在于要分清器件的管腳功能及作用，聲音來源的收集不易集中以及光源強(qiáng)度對電路的影響較大。

方案二的優(yōu)點(diǎn)在于電路相對使用的知識層面要多一點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能;能夠不使用光控來控制電路，便于特殊情況下進(jìn)行檢測與控制;可以控制哪些燈泡亮，哪些燈泡不亮。缺點(diǎn)是電路有點(diǎn)太過復(fù)雜，燈泡管理不太集中;不能實(shí)現(xiàn)簡便控制，且燈泡亮度不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象;開關(guān)數(shù)目太多，對于元器件的浪費(fèi)有點(diǎn)嚴(yán)重。實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)在于要隨時(shí)檢查電路端口是否接對且對仿真繪圖能力有一定要求，生產(chǎn)成本會有提高，實(shí)施普及起來有一定困難，且制作不太容易。

（三）方案選擇

在現(xiàn)實(shí)生活中，路燈是為了方便人們生活的，它不僅能夠美化社會生活環(huán)境，且能夠起到促進(jìn)社會生活和諧發(fā)展以及保障百姓生活的安全、自由、幸福的重要作用。沒有和諧、幸福的社會生活，哪來百姓的安居樂業(yè)。本著黨的方針政策，一切為了人民，一切服務(wù)于人民的要求，基于現(xiàn)實(shí)生活中要求路燈要方便且易于操作，安全性要求高，便于控制電路，能夠是實(shí)現(xiàn)多種控制以便進(jìn)行維修檢測，制作成本不太高，能夠普及實(shí)施等原因，最終選擇方案一。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳有卿.實(shí)用燈光控制電路300例.中國電力出版社2005.

[2]康光華.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分.高等教育出版社第六版2014.

[3]胡翔駿.電路分析.高等教育出版社第二版2007.

[4]肖明明.電子信息類專業(yè)實(shí)踐教程.中山大學(xué)出版社2012.