路灯控制器设计设计方案比较研究

马永勋　甘意豪　周星宇　叶宗森

摘  要：本文主要是设计一个路灯控制器，路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。声控电路主要由话筒收集声音信号，光控电路主要由光敏电阻实现，延时电路主要由NE555组成。白天，灯会自己熄灭，有声音时灯也不会亮;夜晚，有声音时灯会自动点亮。声控和光控有利于节能而且便于控制，使电路具有的灵敏度高、性能稳定等优点。

关键词：声控电路;光控电路;延时电路;电源电路

一、设计背景

随着城市化进程的加快，人民生活会水平的不断提高，城市建设显得越来越重要。在各个大街小巷随处都有路灯，不仅点亮了人们的日常生活，更给社会生活带来安全与方便。在如今这个信息爆炸的时代，科技越来越涌入人们的生活，路灯的设计也变得愈加多样化，生产的厂家越来越多，智能化提高，节能性好，功能各样，比如声光控路灯、太阳能路灯、智能节能路灯等等。随着能源的短缺，对于新型节能器件的要求与需求也越来越高，为了减少大气污染等问题，减少不可再生资源的使用，提高能源利用率等，绿色型路灯控制器成为了各个城市的首选。声光控路灯控制器实现公共照明系统的工作电流与亮度需求的结合，达到节能和供电的目的，对用电系统的保护作用可使其寿命延长，不仅能给人带来方便，更具有节能的作用，安全性也相当高。楼道、居家走廊、宾馆、饭店等都对灯有这很大的需求，基于我国的国情，声光控型的灯更能普及，所以对声光控路灯的研究显得十分必要。

二、总体方案设计

通过查阅相关的资料，结合自己的理解以及分析，我提出了两种方案来实行其功能。下面就介绍两种方案对同一目的的实现方法，并对这两种方案的组成框图以及实现原理分别进行说明，比较两种方案的优劣，阐述我最终选择方案的原因。

（一）方案比较

1、方案一

整个电路主要由声控电路、电源电路、光控电路、延时电路组成，光控电路对整个外界光亮程度进行检测，输出与整个光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮晚上灯泡亮的功能。话筒能够收集声音，当有声音时灯会自然点亮，没有声音时，灯会自动熄灭。延时电路可使灯泡在声音消失后延迟一点时间熄灭，必要时可增加一个开关，以便于控制声控部分，提高实用性。

2、方案二

用74LS161和74LS194以及555定时器来控制電路，主要由脉冲产生电路、时序控制电路等组成，通过脉冲信号发生器来驱动控制电路，寄存器输出端直接驱动灯泡使其发亮，可进行计数，计算灯泡开关的次数。

（二）方案论证

经过仿真，两种方案均可以实行且都能实现其功能。

方案一的优点在于电路构成简单，实现起来也很容易，器件都是平常的常用器件，且能够对电路进行很好的控制，便于在现实生活中进行管理和维修。采用555时基电路作为控制元件，其控制性较好，不但制作简单，调试容易，而且电路的静态功耗也很小。缺点是电路没有计数功能，与方案二相对功能比较单一。实现的难点在于要分清器件的管脚功能及作用，声音来源的收集不易集中以及光源强度对电路的影响较大。

方案二的优点在于电路相对使用的知识层面要多一点，可实现计数功能;能够不使用光控来控制电路，便于特殊情况下进行检测与控制;可以控制哪些灯泡亮，哪些灯泡不亮。缺点是电路有点太过复杂，灯泡管理不太集中;不能实现简便控制，且灯泡亮度不稳定，容易产生闪烁现象;开关数目太多，对于元器件的浪费有点严重。实现的难点在于要随时检查电路端口是否接对且对仿真绘图能力有一定要求，生产成本会有提高，实施普及起来有一定困难，且制作不太容易。

（三）方案选择

在现实生活中，路灯是为了方便人们生活的，它不仅能够美化社会生活环境，且能够起到促进社会生活和谐发展以及保障百姓生活的安全、自由、幸福的重要作用。没有和谐、幸福的社会生活，哪来百姓的安居乐业。本着党的方针政策，一切为了人民，一切服务于人民的要求，基于现实生活中要求路灯要方便且易于操作，安全性要求高，便于控制电路，能够是实现多种控制以便进行维修检测，制作成本不太高，能够普及实施等原因，最终选择方案一。

参考文献：

[1]陈有卿.实用灯光控制电路300例.中国电力出版社2005.

[2]康光华.电子技术基础数字部分.高等教育出版社第六版2014.

[3]胡翔骏.电路分析.高等教育出版社第二版2007.

[4]肖明明.电子信息类专业实践教程.中山大学出版社2012.