声控LED旋律灯设计说明书.docVIP

长　沙　学　院 CHANGSHA UNIVERSITY 系　　　　部： 电信系 年级专业班级： 2010级电气专业一班 学 生 姓 名： 周鹏 学 号： 2010042113 成 绩 评 定： 2013 年 6 月 目 录 摘要 2 引言 3 1、方案论证 5 1.1、控制方法选择 5 1.2、放大电路选择 5 1.3、设计框图 6 2、电路原理 6 3、器件选型 7 3.1、声音传感器选型 7 3.2、三极管的选型 8 3.3、 器件校验 9 4、制作与调试 9 4.1、确定参数 9 4.2、PROTEUS仿真方法 9 4.3、焊接方法 9 4.4、元件清单 10 4.5、制作结果 10 5、使用说明 11 致谢 11 参考文献 12 摘要 LED旋律灯是各种公众场合渲染气氛的常用的一种辅助工具，它通过感受外界声音的变化而产生光强的变换，人身在其中自然而然的就能享受到光带给人的美感，因而广受人们的青睐。 本LED旋律灯设计采用驻极体话筒作为声音传感器，通过模拟电子技术直接用三极管和电解电容等硬件实现LED灯的亮度控制，无需加入单片机之类的控制器，大大节约了成本，也不需要复杂的软件编程，并能很好的实现所要求的功能，真正做到了简单实用、成本低的效果。 驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好、价格低的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中属于最常用的电容话筒。由于输入和输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。 续表 本次的LED旋律灯设计使用的就是其中的声音传感器。声音传感器就如同人的耳朵一样能感受外界的声音，从而将收到的信息输入到处理电路进行处理，以使执行机构执行相应的动作。 在声音传感器中，驻极体话筒是比较实惠的，在网上购买只需要几毛钱一个。而且驻极体话筒具有体积小、结构简单、电声性能好的特点，广泛用于盒式录音机、无线话筒及声控等电路中属于最常用的电容话筒。LED灯的亮度随着外界声音的大小变化而变化。 将之放在喇叭旁，然后让音乐响起，可以看到LED灯随着音乐的节奏闪动，使您感受到音乐与灯光的美妙结合，从而得到更舒适的享受。 1、方案论证 1.1、控制方法选择 本设计有两种控制方法，其一是使用电容、电阻以及三极管用模拟电路的方式控制，其二是使用单片机的数字电路的方式控制。 1.1.1 使用电容、电阻以及三极管用模拟电路的方式控制。 这种控制方法电路简单，只需要三个电阻、两个电解电容及两个三极管就可以简单的实现控制。 由于使用的元器件少，所以焊接容易。 最重要的还是经济实惠，一个三极管只需要一毛钱就能买到，而单片机却需要五块钱一个。 但缺点是需要仔细计算电路中使用的电阻电容及三极管的参数以使之符合预期的要求。 1.1.2 使用单片机的数字电路的方式控制 这种控制方法电路也简单，因为在单片机中本身就集成有各种放大等实用的电路，故只需要一个单片机主控制就能实现预期目标，并且还能在目标条件不变的情况下，通过写入单片机的程序来增加LED灯的多种花样。 不需要复杂的参数计算，只要用软件的方法即可轻松控制。 缺点主要就是前面提到的成本高，其次焊接难度较大，因为使用单片机必须要制作单片机最小系统，且需要编写软件。 综上所述，从经济和简易的角度出发，本次设计选择用模拟电路的方式来控制。 1.2、放大电路选择 由于驻极体话筒的输出信号非常微弱，为方便后级电路处理要先行放大。 放大电路可以选择三极管放大，也可以选择运算放大器。 三极管单管的放大效果对于后级负载较重的情况不是很明显，这时候就需要多级放大，但其中的耦合问题是比较困难度的。而运算放大器则没有这个顾虑，但运算放大器的引脚较多，焊接难度稍大一些，且价格也高出三极管很多，一个音频专用的 NE5532AN NE5532 运算放大器的价格居然要13.5元。 本次设计的后级电路简单，只有三个LED灯，最大只需要将驻极体话筒的输出电压放大到3V即可，故选用三极管放大既经济又能满足要求。 1.3、设计框图 整个系统分为四个部分，电源电源驱动电路、声音信号检测电路、信号放大电路以及显示电路。电源驱动电路将+3V的直流电源输入到系统中给系统供电，由声音信号检测电路检测到外界声音信号的变化经转换成电压信号从而输出到信号放大电路部分，