CN105307362A - 一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于，主要由逻辑门声光控制电路，分别与逻辑门声光控制电路相连接的放大电路、光感模块和线性驱动电路，与线性驱动电路相连接的照明灯，以及与放大电路相连接的声音传感器组成。本发明可以在夜间有人通过楼道发出声音时点亮照明灯并延时一段时间，当人通过后则自动关闭照明灯，从而避免因忘记关灯而浪费电能。本发明设置有放大电路，其可以对声音传感器所发出的电信号进行放大处理，如此则可以提高本发明的灵敏度，人们不需要发出很大的响声即可使照明灯点亮。

Description

一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统

技术领域

本发明涉及一种照明系统，具体是指一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统。

背景技术

能源匮乏是人类社会发展中面临的一个严重问题，然而人们在生活中经常会在不经意间浪费大量的电能，例如，人们在通过楼道走廊时打开照明灯照明，但在通过以后却忘记关闭照明灯，从而导致电能白白浪费。如何解决上述问题则是目前人们的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于克服人们在通过楼道走廊时打开照明灯照明但在通过后却忘记关闭照明灯而导致电能浪费的缺陷，提供一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，主要由逻辑门声光控制电路，分别与逻辑门声光控制电路相连接的放大电路、光感模块和线性驱动电路，与线性驱动电路相连接的照明灯，以及与放大电路相连接的声音传感器组成；所述线性驱动电路由二极管整流器U3，驱动芯片U4，场效应管MOS1，场效应管MOS2，正极与二极管整流器U3的正极输出端相连接、负极接地的电容C6，N极经电阻R8后与电容C6的正极相连接、P极接地的稳压二极管D4，正极与场效应管MOS1的栅极相连接、负极则与稳压二极管D4的P极相连接的电容C7，P极与场效应管MOS1的漏极相连接、N极则与电容C6的正极相连接的稳压二极管D5，P极与场效应管MOS1的源极相连接、N极则经电阻R9后与驱动芯片U4的EN管脚相连接的二极管D6，串接在驱动芯片U4的EN管脚和VCC管脚之间的电阻R10，N极经电容C8后与驱动芯片U4的EN管脚相连接、P极接地的二极管D8，串接在驱动芯片U4的TOFF管脚和DRV管脚之间的电阻R11，以及N极与场效应管MOS2的源极相连接、P极接地的二极管D7组成；所述驱动芯片U4的VSS管脚与其EN管脚相连接、其GND管脚接地、其DRV管脚则与场效应管MOS2的源极相连接、其CS管脚则与场效应管MOS2的栅极相连接；所述场效应管MOS2的漏极与场效应管MOS1的源极相连接；所述场效应管MOS1的源极与稳压二极管D5的N极共同形成该线性驱动电路的输出端并与照明灯相连接；所述二极管整流器U3的负极输出端接地；所述二极管整流器U3的两个输入端则形成该线性驱动电路的输入端并与逻辑门声光控制电路相连接。

进一步的，所述放大电路由放大器P，三极管VT2，三极管VT3，负极与放大器P的正极相连接、正极则与三极管VT2的基极共同形成该放大电路的输入端的电容C10，负极与三极管VT2的集电极相连接、正极则与三极管VT3的发射极共同形成该放大电路的输出端的电容C11，正极与三极管VT2的基极相连接、负极则与三极管VT3的基极相连接的电容C9，一端与电容C9的负极相连接、另一端则经电阻R12后与电容C11的正极相连接的电阻R13，正极经电阻R14后与三极管VT2的发射极相连接、负极接地的电容C12，串接在放大器P的负极和输出端之间的电阻R15，串接在放大器P的输出端和电容C11的正极之间的电阻R17，串接在放大器P的输出端和三极管VT3的发射极之间的电阻R16，以及正极与三极管VT3的集电极相连接、负极接地的电容C13组成；所述放大器P的负极与三极管VT2的发射极相连接；所述放大电路的输入端与声音传感器相连接、其输出端则与逻辑门声光控制电路相连接。

所述逻辑门声光控制电路由电源电路，与电源电路相连接的延时电路，与延时电路相连接的光控电路，以及与光控电路相连接的声控电路组成。

所述电源电路由变压器T，二极管整流器U，三端稳压器U1，正极与二极管整流器U的正极输出端相连接、负极则与二极管整流器U的负极输出端相连接的电容C1，一端与三端稳压器U1的GND管脚相连接、另一端接地的电阻R1，以及正极与三端稳压器U1的OUT管脚相连接、负极则与电容C1的负极相连接的电容C2组成；所述二极管整流器U的负极输出端接地、其正极输出端还与三端稳压器U1的IN管脚相连接；所述三端稳压器U1的OUT管脚与延时电路相连接；所述变压器T的副边电感线圈的非同名端与二极管整流器U的一个输入端相连接、其同名端则与二极管整流器U的另一个输入端相连接；所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端则接220V市电。

所述延时电路由处理芯片U2，三极管VT1，N极与三端稳压器的OUT管脚相连接、P极则与三极管VT1的集电极相连接的二极管D1，与二极管D1相并联的继电器K，反向端与三极管VT1的基极相连接、正向端则与处理芯片U2的OUT管脚相连接的非门A4，一端与处理芯片U2的TRIG管脚相连接、另一端接地的电阻R2，正极与处理芯片U2的RE管脚相连接、负极则与三极管VT1的发射极相连接的电容C3，以及一端同时与处理芯片U2的DIS管脚和GND管脚相连接、另一端则接地的电阻R3组成；所述处理芯片U2的CONT管脚和三端稳压器U1的OUT管脚相连接、其VCC管脚则同时与三端稳压器的OUT管脚和声控电路相连接、其THRE管脚则与光控电路相连接；所述三极管VT1的发射极还与光控电路相连接；所述非门A4的正向端还与电容C3的负极相连接。

所述光控电路由一端与声控电路相连接、另一端则经电位器R5后与光感模块相连接的电阻R4，负极与电容C3的负极相连接、正极则与光感模块相连接的电容C4，以及正向端与电位器R5的控制端相连接、反向端则经二极管D2后与处理芯片U2的THRE管脚相连接的非门A3组成；所述电容C4的负极还与声控电路相连接；所述电阻R4和电位器R5的连接点与声控电路相连接。

所述声控电路由电容C5，N极与电阻R4和电位器R5的连接点相连接、P极则与电容C5的正极相连接的二极管D3，正向端与电容C5的负极相连接、反向端则经电阻R4后与二极管D3的N极相连接的非门A2，一端与电容C5的正极相连接、另一端则与电容C4的负极相连接的电阻R6，以及反向端与电容C5的正极相连接、正向端则经电阻R7后与三端稳压器U1的OUT管脚相连接的非门A1组成；所述非门A1的正向端与电容C11的正极相连接，所述电容C4的负极则与三极管VT3的发射极相连接；所述变压器T的原边电感线圈的非同名端与二极管整流器U3的一个输入端相连接、其同名端则经继电器K的常开触点K-1后与二极管整流器U3的另一个输入端相连接。

所述三端稳压器U1为7809三端稳压芯片，所述处理芯片U2为NE555集成芯片；所述驱动芯片U4为QX9910集成芯片。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可以在夜间有人通过楼道发出声音时点亮照明灯并延时一段时间，当人通过后则自动关闭照明灯，从而避免因忘记关灯而浪费电能。

(2)本发明的逻辑门声光控制电路中设置有光控电路，因此在白天有人通过楼道发出声音时其不会点亮照明灯，进一步的节约了电能。

(3)本发明通过线性驱动电路对照明灯进行驱动，从而使照明灯工作更加稳定，提高了照明效果。

(4)本发明设置有放大电路，其可以对声音传感器所发出的电信号进行放大处理，如此则可以提高本发明的灵敏度，人们不需要发出很大的响声即可使照明灯点亮。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图。

图2为本发明的逻辑门声光控制电路的结构图。

图3为本发明的线性驱动电路的结构图。

图4为本发明的放大电路的结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明的一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，主要由逻辑门声光控制电路，分别与逻辑门声光控制电路相连接的放大电路、光感模块和线性驱动电路，与线性驱动电路相连接的照明灯，以及与放大电路相连接的声音传感器组成。

其中，该声音传感器和光感模块均设置在楼道里，声音传感器用于采集楼道内的声音信号并转换为电信号，其优先采用北京卓乐康科技有限公司生产的BYG71-007型声音传感器来实现。放大电路则用于把声音传感输入的电信号进行放大。光感模块则采用光敏电阻来实现。逻辑门声光控制电路则可以对照明灯进行控制。线性驱动电路则用于对照明灯进行驱动，其采用现有技术即可实现。为了达到更好的节能效果，该照明灯可采用LED灯。

如图2所示，所述逻辑门声光控制电路由电源电路，与电源电路相连接的延时电路，与延时电路相连接的光控电路，以及与光控电路相连接的声控电路组成。

所述电源电路用于给逻辑门声光控制电路提供平顺的直流电路，其由变压器T，二极管整流器U，三端稳压器U1，电阻R1，电容C1，以及电容C2组成。连接时，电容C1的正极与二极管整流器U的正极输出端相连接，其负极则与二极管整流器U的负极输出端相连接。电阻R1的一端与三端稳压器U1的GND管脚相连接、其另一端接地。电容C2的正极与三端稳压器U1的OUT管脚相连接、其负极则与电容C1的负极相连接。

同时，所述二极管整流器U的负极输出端接地、其正极输出端还与三端稳压器U1的IN管脚相连接。所述三端稳压器U1的OUT管脚则与延时电路相连接。所述变压器T的副边电感线圈的非同名端与二极管整流器U的一个输入端相连接、其同名端则与二极管整流器U的另一个输入端相连接。所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端则接220V市电。为了达到更好的使用效果，所述的三端稳压器U1优选为7809三端稳压芯片来实现。工作时，220V交流电经电源电路处理后转换为15V平顺的直流电路输送给延时电路。

所述延时电路由处理芯片U2，三极管VT1，电阻R2，电阻R3，电容C3，二极管D1，非门A4以及继电器K组成。其中，二极管D1的N极与三端稳压器的OUT管脚相连接、其P极则与三极管VT1的集电极相连接。继电器K的输入端与二极管D1的N极相连接，其输出端则与二极管D1的P极相连接。非门A4的反向端与三极管VT1的基极相连接、其正向端则与处理芯片U2的OUT管脚相连接。电阻R2的一端与处理芯片U2的TRIG管脚相连接、其另一端接地。电容C3的正极与处理芯片U2的RE管脚相连接、其负极则与三极管VT1的发射极相连接。电阻R3的一端同时与处理芯片U2的DIS管脚和GND管脚相连接、其另一端则接地。所述处理芯片U2的CONT管脚和三端稳压器U1的OUT管脚相连接、其VCC管脚则同时与三端稳压器的OUT管脚和声控电路相连接、其THRE管脚则与光控电路相连接。所述三极管VT1的发射极还与光控电路相连接；所述非门A4的正向端还与电容C3的负极相连接。所述的处理芯片U2优选为NE555集成芯片来实现。

所述光控电路由电阻R4，电阻R5，电容C4，非门A3以及二极管D2组成。所述电阻R4的一端与声控电路相连接、其另一端则经电位器R5后与光感模块相连接。电容C4的负极与电容C3的负极相连接、其正极则与光感模块相连接。非门A3的正向端与电位器R5的控制端相连接、其反向端则与二极管D2的N极相连接。所述二极管D2的P极与处理芯片U2的THRE管脚相连接。所述电容C4的负极还与声控电路相连接；所述电阻R4和电位器R5的连接点与声控电路相连接。

所述声控电路由电容C5，电阻R6，电阻R7，二极管D3，非门A1以及非门A2组成。其中，二极管D3的N极与电阻R4和电位器R5的连接点相连接、其P极则与电容C5的正极相连接。非门A2的正向端与电容C5的负极相连接、其反向端则经电阻R4后与二极管D3的N极相连接。电阻R6的一端与电容C5的正极相连接、其另一端则与电容C4的负极相连接。非门A1的反向端与电容C5的正极相连接、其正向端则经电阻R7后与三端稳压器U1的OUT管脚相连接。所述非门A1的正向端和电容C4的负极均与放大电路的输出端相连接。所述变压器T的原边电感线圈的非同名端与线性驱动电路相连接、其同名端则经继电器K的常开触点K-1后与线性驱动电路相连接。

如图3所示，所述线性驱动电路可以对照明灯进行线性的驱动，使照明灯更加稳定的工作，其由二极管整流器U3，驱动芯片U4，场效应管MOS1，场效应管MOS2，电容C6，电容C7，电容C8，电阻R8，电阻R9，电阻R10，电阻R11，稳压二极管D4，稳压二极管D5，二极管D6，二极管D7，以及二极管D8组成。

连接时，电容C6的正极与二极管整流器U3的正极输出端相连接、其负极接地。稳压二极管D4的N极经电阻R8后与电容C6的正极相连接、其P极接地。电容C7的正极与场效应管MOS1的栅极相连接、其负极则与稳压二极管D4的P极相连接。稳压二极管D5的P极与场效应管MOS1的漏极相连接、其N极则与电容C6的正极相连接。二极管D6的P极与场效应管MOS1的源极相连接、其N极则经电阻R9后与驱动芯片U4的EN管脚相连接。电阻R10串接在驱动芯片U4的EN管脚和VCC管脚之间。二极管D8的N极与电容C8的负极相连接、其P极接地。电容C8的正极与驱动芯片U4的EN管脚相连接。电阻R11串接在驱动芯片U4的TOFF管脚和DRV管脚之间。二极管D7的N极与场效应管MOS2的源极相连接、其P极接地。

同时，所述驱动芯片U4的VSS管脚与其EN管脚相连接、其GND管脚接地、其DRV管脚则与场效应管MOS2的源极相连接、其CS管脚则与场效应管MOS2的栅极相连接。所述场效应管MOS2的漏极与场效应管MOS1的源极相连接。所述场效应管MOS1的源极与稳压二极管D5的N极共同形成该线性驱动电路的输出端并与照明灯相连接。所述二极管整流器U3的负极输出端接地；所述二极管整流器U3的一个输入端与变压器T的副边电感线圈的非同名端相连接、其另一个输入端则经继电器K的常开触点K-1后与变压器T的副边电感线圈的同名端相连接。为了提高驱动效果，该驱动芯片U4优选为QX9910集成芯片来实现。

如图4所示，所述放大电路由放大器P，三极管VT2，三极管VT3，电阻R12，电阻R13，电阻R14，电阻R15，电阻R16，电阻R17，电容C9，电容C10，电容C11，电容C12以及电容C13组成。

连接时，电容C10的负极与放大器P的正极相连接、其正极则与三极管VT2的基极共同形成该放大电路的输入端并与声音传感器相连接。电容C11的负极与三极管VT2的集电极相连接、其正极则与非门A1的正向端相连接。电容C9的正极与三极管VT2的基极相连接、其负极则与三极管VT3的基极相连接。电阻R13的一端与电容C9的负极相连接、其另一端则经电阻R12后与电容C11的正极相连接。电容C12的正极经电阻R14后与三极管VT2的发射极相连接、其负极接地。电阻R15串接在放大器P的负极和输出端之间。电阻R17串接在放大器P的输出端和电容C11的正极之间。电阻R16串接在放大器P的输出端和三极管VT3的发射极之间。电容C13的正极与三极管VT3的集电极相连接、其负极接地。所述放大器P的负极与三极管VT2的发射极相连接。所述三极管VT3的发射极则与电容C4的负极相连接。

其中，三极管VT2和电容C11组成一个电压跟随器，该电压跟随器可以抑制电压信号的损耗。该电阻R12和电阻R13在电路中为偏置电阻，因此可以更好的调节三极管VT2的偏置电流，使三极管VT2能够更好的工作。

工作时，电源电路给逻辑门声光控制电路提供15V工作电压，这时整个照明系统处于守候状态，非门A4输出低电平，三极管VT1不导通，继电器K不得电其常开触点K-1保护打开，照明灯不亮。

当夜晚有人通过楼道而发出声响时，声音传感器采集声音信号并转换为电信号，该电信号经放大电路后输送给逻辑门声光控制电路。同时，该电信号经非门A1放大后再经非门A2反相后输出高电平，这时非门A3的输出端变为低电平，二极管D2导通使信号输入到处理芯片U2，处理芯片U2的OUT管脚输出低电平，而非门A4的则输出高电平使三极管VT1导通，继电器K得电其常开触点K-1闭合，这时线性驱动电路开始得电工作，照明灯被点亮，而在二极管D2导通时电容C3迅速充电。当非门A2输出低电平而使二极管D2截止时，电容C3开始缓慢放电使非门A4保持输出高电平，照明灯则点亮一段时间以确保人可以完全通过楼道。当电容C3放电完毕后照明灯则熄灭，如此则可以节约电能。

在白天时，光感模块因光照而使阻值变得很小，这时非门A3的输入端为高电平，其输出端则为低电平，因此即使有人通过楼道发出声响也不会使二极管D2导通，因此继电器K不得电其常开触点保持断开，线性驱动电路不工作，照明灯不亮。

如上所述，便可很好的实施本发明。

Claims (8)

1.一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于，主要由逻辑门声光控制电路，分别与逻辑门声光控制电路相连接的放大电路、光感模块和线性驱动电路，与线性驱动电路相连接的照明灯，以及与放大电路相连接的声音传感器组成；所述线性驱动电路由二极管整流器U3，驱动芯片U4，场效应管MOS1，场效应管MOS2，正极与二极管整流器U3的正极输出端相连接、负极接地的电容C6，N极经电阻R8后与电容C6的正极相连接、P极接地的稳压二极管D4，正极与场效应管MOS1的栅极相连接、负极则与稳压二极管D4的P极相连接的电容C7，P极与场效应管MOS1的漏极相连接、N极则与电容C6的正极相连接的稳压二极管D5，P极与场效应管MOS1的源极相连接、N极则经电阻R9后与驱动芯片U4的EN管脚相连接的二极管D6，串接在驱动芯片U4的EN管脚和VCC管脚之间的电阻R10，N极经电容C8后与驱动芯片U4的EN管脚相连接、P极接地的二极管D8，串接在驱动芯片U4的TOFF管脚和DRV管脚之间的电阻R11，以及N极与场效应管MOS2的源极相连接、P极接地的二极管D7组成；所述驱动芯片U4的VSS管脚与其EN管脚相连接、其GND管脚接地、其DRV管脚则与场效应管MOS2的源极相连接、其CS管脚则与场效应管MOS2的栅极相连接；所述场效应管MOS2的漏极与场效应管MOS1的源极相连接；所述场效应管MOS1的源极与稳压二极管D5的N极共同形成该线性驱动电路的输出端并与照明灯相连接；所述二极管整流器U3的负极输出端接地；所述二极管整流器U3的两个输入端则形成该线性驱动电路的输入端并与逻辑门声光控制电路相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于：所述放大电路由放大器P，三极管VT2，三极管VT3，负极与放大器P的正极相连接、正极则与三极管VT2的基极共同形成该放大电路的输入端的电容C10，负极与三极管VT2的集电极相连接、正极则与三极管VT3的发射极共同形成该放大电路的输出端的电容C11，正极与三极管VT2的基极相连接、负极则与三极管VT3的基极相连接的电容C9，一端与电容C9的负极相连接、另一端则经电阻R12后与电容C11的正极相连接的电阻R13，正极经电阻R14后与三极管VT2的发射极相连接、负极接地的电容C12，串接在放大器P的负极和输出端之间的电阻R15，串接在放大器P的输出端和电容C11的正极之间的电阻R17，串接在放大器P的输出端和三极管VT3的发射极之间的电阻R16，以及正极与三极管VT3的集电极相连接、负极接地的电容C13组成；所述放大器P的负极与三极管VT2的发射极相连接；所述放大电路的输入端与声音传感器相连接、其输出端则与逻辑门声光控制电路相连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于：所述逻辑门声光控制电路由电源电路，与电源电路相连接的延时电路，与延时电路相连接的光控电路，以及与光控电路相连接的声控电路组成。

4.根据权利要求3所述的一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于：所述电源电路由变压器T，二极管整流器U，三端稳压器U1，正极与二极管整流器U的正极输出端相连接、负极则与二极管整流器U的负极输出端相连接的电容C1，一端与三端稳压器U1的GND管脚相连接、另一端接地的电阻R1，以及正极与三端稳压器U1的OUT管脚相连接、负极则与电容C1的负极相连接的电容C2组成；所述二极管整流器U的负极输出端接地、其正极输出端还与三端稳压器U1的IN管脚相连接；所述三端稳压器U1的OUT管脚与延时电路相连接；所述变压器T的副边电感线圈的非同名端与二极管整流器U的一个输入端相连接、其同名端则与二极管整流器U的另一个输入端相连接；所述变压器T的原边电感线圈的同名端和非同名端则接220V市电。

5.根据权利要求4所述的一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于：所述延时电路由处理芯片U2，三极管VT1，N极与三端稳压器的OUT管脚相连接、P极则与三极管VT1的集电极相连接的二极管D1，与二极管D1相并联的继电器K，反向端与三极管VT1的基极相连接、正向端则与处理芯片U2的OUT管脚相连接的非门A4，一端与处理芯片U2的TRIG管脚相连接、另一端接地的电阻R2，正极与处理芯片U2的RE管脚相连接、负极则与三极管VT1的发射极相连接的电容C3，以及一端同时与处理芯片U2的DIS管脚和GND管脚相连接、另一端则接地的电阻R3组成；所述处理芯片U2的CONT管脚和三端稳压器U1的OUT管脚相连接、其VCC管脚则同时与三端稳压器的OUT管脚和声控电路相连接、其THRE管脚则与光控电路相连接；所述三极管VT1的发射极还与光控电路相连接；所述非门A4的正向端还与电容C3的负极相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于：所述光控电路由一端与声控电路相连接、另一端则经电位器R5后与光感模块相连接的电阻R4，负极与电容C3的负极相连接、正极则与光感模块相连接的电容C4，以及正向端与电位器R5的控制端相连接、反向端则经二极管D2后与处理芯片U2的THRE管脚相连接的非门A3组成；所述电容C4的负极还与声控电路相连接；所述电阻R4和电位器R5的连接点与声控电路相连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于：所述声控电路由电容C5，N极与电阻R4和电位器R5的连接点相连接、P极则与电容C5的正极相连接的二极管D3，正向端与电容C5的负极相连接、反向端则经电阻R4后与二极管D3的N极相连接的非门A2，一端与电容C5的正极相连接、另一端则与电容C4的负极相连接的电阻R6，以及反向端与电容C5的正极相连接、正向端则经电阻R7后与三端稳压器U1的OUT管脚相连接的非门A1组成；所述非门A1的正向端与电容C11的正极相连接，所述电容C4的负极则与三极管VT3的发射极相连接；所述变压器T的原边电感线圈的非同名端与二极管整流器U3的一个输入端相连接、其同名端则经继电器K的常开触点K-1后与二极管整流器U3的另一个输入端相连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于降噪电路和线性驱动电路的声控节能照明系统，其特征在于：所述三端稳压器U1为7809三端稳压芯片，所述处理芯片U2为NE555集成芯片；所述驱动芯片U4为QX9910集成芯片。