音乐彩灯制作
一、前言：
本声控音乐彩灯是音乐声响与彩灯灯光的相互组合，使音乐的旋律伴以亮度、颜色和图案不断变换的灯光，使人的视觉和听觉结合在一起获得综合的艺术享受。
本设计任务利用PROTEL软件设计一个音乐彩灯灯光控制电路，这个课程题目我利用两个电路图实现：
①在设计音乐节奏和音率强弱控制彩灯部分，该声控电路由电源电路、声控电路、压控振荡器和控制电路组成原理图;
②在按音调高低（信号频率高低）控制彩灯部分，把输入的音乐信号分为高，中，低三个频段，分别控制三种颜色的彩灯，并让它们分别通过三个带通滤波器通道，得到了放大的音乐信号，再通过一个放大及整流电路，得到一个直流信号，最后利用一个光耦合电路，实现音乐对灯光的调节。
1.1所用主要元气件：
小型电位器，1N4742型硅稳压二极管，BT31型单结晶体管，TP4520型二进制加法计数器，带通滤波器，放大及整流电路，光耦合驱动电路，直流稳压电源，声控电路，压控振荡器，控制电路，高灵敏度驻极体传声器，S9014型NPN晶体管，S9015型硅PNP晶体管等。
二、方案设计原理：
（1）通过查阅资料，根据课题要求,本控制器可分别用三部分电路实现。 ①音乐的节奏往往由乐队的鼓点来体现,实质上它是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此,可采用计数、译码驱动构成节拍脉冲信号发生器（或称时间顺序控制器），使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。
②为实现声音信号强弱的控制，应该将声音信号变成电信号，经过放大、整流滤波，以信号的平均值驱动彩灯发亮。信号强，则灯的亮度大，且点亮灯的数目增多。
③为实现高、低音（不同频率信号）对彩灯的控制，采用高、低通有源滤波器电路。低通滤波器高音频信号通过，而高通滤波器低音频信号通过，分频段输出信号，经过放大驱动相应的发光二极管点亮。 （2）控制器原理图
①采用运算放大器或555定时器构成多谐振荡器,产生矩形波信号作为计数器的时钟脉冲.
②计数器输出经译码器可得多路译码输出信号,再通过驱动器使相应的彩灯点亮。
③采用动圈式话筒或者扬声器,将声响信号变成电信号输出,并经放大器将其放大。由于音频信号的频率高于发光元件的响应频率，为使发光有适当的显示时间，可加入延时电路，减少发光元件闪烁现象。
3.2音乐彩灯控制电路（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：
3.2.1随着音乐节奏及音律强弱不断地变换灯光色彩的电路工作原理： （1）该声控变色彩灯电路由电源电路、声控电路、压控振荡器和控制电路组成，
原理图如下页示：
该声控变色彩灯电路的电源电路由降压电容器，限流电阻器，稳压二极管，整流电路和滤波电容器组成。
①声控电路由传声器，电阻器，电容器和晶体管组成。
②压控振荡器由晶体管，单结晶体管，可变电阻器，电阻器和电容器组成。 ③控制电路由电阻器，电容器，同步加法计数器集成电路，晶体管，晶闸管组成。
④交流220V电压经C1降压，VS稳压，VD整流及C2滤波后，为声控电路，压控振荡器和控制电路提供12V左右的直流电压。
⑤BM将声音（音乐声）信号转换为电信号，该电信号经V1放大后送入压控振荡器，使其振荡工作（V1输出的电信号使V2的工作电流发生变化，C5的充电时间也随之变化，VU输出的脉冲频率也随着音乐声的节奏及强弱同步变化）,为IC的1脚（CP端）提供计数脉冲。IC在计数脉冲的作用下，其Q1~Q3输出端输出变化的控制信号，通过控制V3~V5和VT1~VT3的导通与截止，来控制3路彩灯（HL1,HL2,HL3）的亮与灭，产生合成灯光效果。 （2）具体工作原理：
①当IC的1脚输入第1个计数脉冲，IC的Q1端输出高电平，Q2端和Q3端输出低电平，V3和VT1导通，V4，V5和VT2,VT3截止，第一路彩灯HL1点亮，第2路彩灯HL2和第3路彩灯HL3不亮，变色彩灯发红色光。 ②当IC的1脚输入第2个计数脉冲，IC的Q1端和Q3端输出低电平，Q2端输出高电平，V4和VT2导通，V3，V5和VT1,VT3截止，HL1和HL3不亮，HL2点亮，变色彩灯发绿色光。
③当IC得1脚输入第3个计数脉冲，IC的Q1端和Q2端输出高电平，Q3
端输出低电平，V5和VT3截止，V3，V4和VT1，VT2导通，HL1和HL2点亮，HL3不亮，变色彩灯发黄色光。
④当IC得1脚输入第4个计数脉冲，IC的Q3端输出高电平，Q1端和Q2端输出低电平，V5和VT3导通，V3，V4和VT1,VT2均截止，HL1和HL2不亮，HL3点亮，变色彩灯发蓝色光。
⑤当IC得1脚输入第5个计数脉冲，IC的Q1端和Q3输出高电平，Q2端输出低电平，V4和VT2截止，V3，V5和VT1,VT3均导通，HL1和HL3点亮，HL2不亮，变色彩灯发紫色光。
⑥当IC得1脚输入第6个计数脉冲，IC的Q1端输出低电平，Q2端和Q3端输出高电平，使V3和VT1截止，V4，V5和VT2,VT3导通，HL1不亮，HL2和HL3点亮，变色彩灯发青色光。
⑦当IC得1脚输入第7个计数脉冲，IC的Q1~Q3端均输出高电平，使V3~V5和VT1~VT3均导通，HL1~HL3均点亮，变色彩灯发白色光。
⑧当IC得1脚输入第8个计数脉冲时，IC的Q1~Q3端均输出低电平，使V3~V5和VT1~VT3均截止，HL1~HL3均熄灭，变色彩灯不发光。 ⑨当IC得1脚输入第9个计数脉冲，IC的Q1端又输出高电平，Q2端和Q3端输出低电平，V3和VT1导通，V4，V5和VT2,VT3截止，第一路彩灯HL1点亮，第2路彩灯HL2和第3路彩灯HL3不亮，变色彩灯发红色光。 以上工作周而复始，使变色彩灯有规律地变换发光色彩。 调节RP的阻值，可改变变色彩灯发光色彩的变换速度。 3.2.2 随音乐彩灯音调高低（信号频率高低）控制彩灯部分：
（1）把输入的音乐信号分为高，中，低三个频段，分别控制三种颜色的彩灯，
并让它们分别通过三个带通滤波器通道，得到了放大的音乐信号，再通过一个放大及整流电路，得到一个直流信号，最后利用一个光耦合电路，实现音乐对灯光的调节。 技术指标：
音乐信号分为三个频段，分别控制红、绿、蓝三种颜色的彩灯。
① 高频段控制蓝灯。 ② 中频段控制绿灯。 ③ 低频段控制红灯。
④ 每组彩灯的亮度随各路输入信号的大小分八个等级。输入信号最大时，彩灯最亮。
⑤ 规定输入音乐信号大于10mV。
(2)设计方案:
高频段通道 放大器整流耦合 驱动器 双向 晶闸管 蓝灯 音乐信号中频段通道 放大器整流耦合 驱动器 双向 晶闸管 绿灯 音乐彩灯音调高低控制电路总图
实验器材总括：
低频段通道 放大器整流耦合 驱动器 双向 晶闸管 红灯
二极管：IN4007型整流二极管3个 IN4742型稳压管 2个 电容话筒：CRZ2-113F
NPN型硅晶体管： S9014 5个 PNP型硅晶体管： S9015 1个 单结晶体管： RP小型电位器 集成电路IC： 双向晶闸管: 电容： 电阻： 彩灯 BT31 1个 1个 MC1452 或CC4520型3CT系列6A、400V 3个470uf 2个 11uf 1个 2.2uf 1个 0.1uf 1个 22uf 1个 1.5M 1个
470K 1个
100K 1个 75K 1个 10K 1个 1.5K 3个
200Ω 1个
10~150W 3个
注：对实验的不熟悉以及种种原因，对器材以及原理上所出现的错误希望老师能够给予批评改正……
