聲控開關(guān)的工作原理及制作論文

1、目 錄1、 引言22、 聲控開關(guān)電路工作原理32.1主電路32.2電源電路42.3光控電路42.4聲控電路52.5延時電路62.6邏輯轉(zhuǎn)換電路73、安裝制作73.1 工具與零部件73.2制作過程73.3注意事項84、電路調(diào)試與檢測85、總結(jié)8參考文獻(xiàn)：9聲控開關(guān)的原理及制作曾強（貴州省安順學(xué)院物理與電子科學(xué)系，貴州 安順 561000）摘 要：在學(xué)校、機關(guān)及廠礦的公共場所和居民居住區(qū)的公共樓道里普遍使用的都是機械手動開關(guān)。由于機械手動開關(guān)經(jīng)常被人為撥動，致使用了一段時間后就開始出現(xiàn)各種各樣的原因使許多燈泡點亮長明的現(xiàn)象，這樣既縮短了燈泡的壽命，又浪費了國家的電量，為國家、單位、個人造成了很多的

2、經(jīng)濟(jì)損失。另外，由于頻繁開關(guān)或其他的人為因素，墻壁開關(guān)的損壞率很高，既增大了維修量、浪費了資金，又容易造成事故隱患。本項目研究的是一種利用聲、光雙重控制功能的無觸點開關(guān)。開關(guān)控制電路主要由聲控部分、光控部分和延時處理部分組成。白天光控電路對外界光亮程度進(jìn)行檢測，由于光亮程度較強，光敏三極管呈現(xiàn)小電阻使晶閘管呈現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)，無論多大的聲音干擾也不能開燈，從而實現(xiàn)白天燈泡不亮。晚上或遇到陰天，光敏三極管感受到較暗的光強度并輸出較大的電阻使晶閘管呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，遇到聲響時，通過聲控電路使燈泡自動點亮，并實現(xiàn)延時，從而實現(xiàn)自動控制。這種開關(guān)特別適用于住宅樓、辦公樓樓道、走廊、倉庫、地下室及廁所等公共場所的

3、照明燈的自動控制，是一種集聲、光、延時于一體的既節(jié)電又方便的自動控制開關(guān)。關(guān)鍵詞：開關(guān)； 聲光控制；延時1、 引言當(dāng)前能源問題己經(jīng)成為全世界共同關(guān)注的焦點問題。按照中央提倡的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀，逐步建立我國能源可持續(xù)發(fā)展體系已提上了日程。由我國21世紀(jì)上半葉（至2050年）能源發(fā)展的展望與特點出發(fā)，近年來，我們參加研究了我國可持續(xù)能源發(fā)展的戰(zhàn)略，提出了有關(guān)的建議，側(cè)重研究了那些尚處于研究、示范、未形成大規(guī)模產(chǎn)業(yè)，而對未來發(fā)展又十分重要的一些科技與產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題，包括石油補充與代替、交通節(jié)油和大規(guī)?？稍偕茉吹陌l(fā)展。能源節(jié)約迫在眉睫，開拓新的節(jié)能領(lǐng)域就顯得尤為重要。怎么才能開拓創(chuàng)新

4、呢？首先我們就必須了解節(jié)能的一些基礎(chǔ)知識。聲光控開關(guān)是我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|較多的一個節(jié)能原件，它對于我們?nèi)粘Ｉ钪兴雎缘哪茉蠢速M有很好的控制作用。它對于當(dāng)前能源節(jié)約的問題意義重大。2、 聲控開關(guān)電路工作原理圖表 1聲光延時控制電路根據(jù)聲光延時控制電路的工作過程可以將該電路分解為主電路、電源電路、光控電路、聲控電路、延時電路、邏輯轉(zhuǎn)換電路六個單元電路。2.1主電路 主電路如圖2所示，它由整流橋、晶閘管、白熾燈組成。圖表 2主電路晶閘管的陽極和陰極之間等效為一個電子開關(guān),晶閘管導(dǎo)通時相當(dāng)于電子開關(guān)閉合,關(guān)斷時,相當(dāng)于開關(guān)斷開。在聲光控延時控制電路中,由于負(fù)載是固定不變的,所以只能通過降低陽極電位來

5、關(guān)斷晶閘管。如圖3所示,在市電進(jìn)入正半周且控制極加入觸發(fā)信號時,晶閘管導(dǎo)通,燈亮;當(dāng)控制極的觸發(fā)信號消失后,只有在220V交流電過零進(jìn)入負(fù)半周時,晶閘管關(guān)斷,使燈滅,但是由于市電頻率為50Hz,周期為20ms,非常短暫,因此給人的錯覺好像是控制極的觸發(fā)信號加入或消失的同時就點亮或熄滅白熾燈,因此后述將簡化晶閘管觸發(fā)與關(guān)斷的過程描述。2.2電源電路 電源電路如圖3所示，由、組成。其中構(gòu)成橋式整流電路,、構(gòu)成并聯(lián)型穩(wěn)壓電路，=6.2V，作為聲光控制電路所需的直流電源。燈亮后，下降至75V左右，下降至3V，由于A點電壓隨負(fù)載工作狀態(tài)的變化而變化，所以圖1中所用與非門一定選用GMOS類型，這種類型集成

6、電路的電源電壓范圍為3V18V。圖表 3電源電路2.3光控電路光控電路如圖4所示，由、RG組成。由于光敏電阻RG的阻值反映了光線的強弱，所以。要使該電路正常工作，在白天或者夜晚光線較亮?xí)r，要滿足<，使門關(guān)閉，聲控電路不起作用，式中閥值電壓；而在夜晚光線較暗時，要滿足，門打開，門的輸出狀態(tài)取決于聲控電路。因此根據(jù)上述二式及實測光敏電阻的亮阻和暗阻可以確定電路正常工作時的范圍。圖表 4光控電路2.4聲控電路聲控電路如圖5所示，由組成。其中為駐極話筒，將聲音的強弱變化為信號，并經(jīng)三極管與電阻構(gòu)成共發(fā)射極放大電路，由于引入了交直流電壓并聯(lián)負(fù)反饋，可以穩(wěn)定電壓放大倍數(shù)，減小輸出電阻及輸入電阻。靜態(tài)

7、時，假設(shè)三極管的，根據(jù)圖中參數(shù)可知工作在飽和區(qū)。動態(tài)時，如果環(huán)境的聲音信號很弱，三極管仍處于飽和狀態(tài)，B點為低電平。當(dāng)環(huán)境聲音信號達(dá)到一定強度時，通過BM拾音輸出經(jīng)耦合到的基極，使集電極亦即B點電位隨著聲強而高低變化，當(dāng)聲音達(dá)到一定強度時，B點輸出高電平。圖表 5聲控電路2.5延時電路 延時電路如圖6所示，由組成。剛接通的瞬間，如果時，截止，由于GMOS與非門的輸入電流近似為0，所以，即；當(dāng)D點為高電平時，導(dǎo)通，導(dǎo)通給充電，充電時間常數(shù)，由于導(dǎo)通時，所以瞬間充電結(jié)束，即均為高電平。此時即使D點的高電平消失，由于電容兩端電壓不能突變，并不跟隨跳變?yōu)榈碗娖?，而是隨著的放電緩慢下降，放電時間常數(shù)為放

8、電使下降至所需的時間就是白熾燈亮的時間，由估算。根據(jù)圖中參數(shù)，可知燈亮的時間約為改變和時?？梢哉{(diào)整燈亮的時間。圖表 6延時電路2.6邏輯轉(zhuǎn)換電路 圖7所示是邏輯轉(zhuǎn)換電路，由門組成。圖表 7邏輯轉(zhuǎn)換電路3、安裝制作3.1 工具與零部件萬用表，電烙鐵，電工刀，剪子，鑷子，印刷電路板，焊錫絲，松香，三極管9014，電解電容若干，電阻器若干，小話筒，可控硅，光敏電阻等。3.2制作過程 照元件清單買到電子元器件后，首先對照材料清單將各材料認(rèn)真清點一遍，并用萬用表粗略的測量一下各元件，做到心中有數(shù)。3.3注意事項焊接時注意先焊接無極性的阻容元件，電阻采用臥裝，電容采用直立裝，緊貼電路板，焊接有極性的元件如

9、電解電容、話筒、整流二極管、三極管、單向可控硅等元件時千萬不要裝反，注意極性的正確。否則電路不能正常工作甚至燒毀元器件。4、電路調(diào)試與檢測調(diào)試前，先將焊好的電路板對照電路圖認(rèn)真核對一遍，不要有錯焊，漏焊，短路等現(xiàn)象發(fā)生。通電后，人體不允許接觸電路板的任何部分，防止觸電，注意安全。如用萬用表檢測時，將萬用表兩表筆接觸電路板相應(yīng)處即可。本電路調(diào)試時請先將光敏電阻的光擋住，將AB分別接在點燈的開關(guān)部位上，用手輕拍駐極體，這時燈應(yīng)亮，若用光照射光敏電阻，再用手重拍駐極體，這時燈不亮，說明光敏電阻完好，這時表示制作成功。若不成功請仔細(xì)檢查有無虛假錯焊和拖錫短路現(xiàn)象。5、總結(jié) 綜上所述,可知在電子產(chǎn)品的制

10、作過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)各種各樣的問題,將電路拆分為單元電路,每個單元電路的結(jié)構(gòu)都比較簡單,可以運用所學(xué)到的理論知識將故障范圍縮小在某個單元電路,避免了盲目性,每排除一個故障,解釋清楚一個異?，F(xiàn)象,制作者都會有相應(yīng)的提高。通過典型電路的制作不僅可以將一些基本的知識與技能融會貫通,還可以了解一個電子產(chǎn)品從開發(fā)、制作到完善的過程,培養(yǎng)電子元器件的識別與檢測、電子電路的讀圖、印制板的設(shè)計與制作、焊接、分析及解決實際問題的能力,鍛煉自學(xué)、應(yīng)用和創(chuàng)新的能力。參考文獻(xiàn)：1、 劉繼主 電子技術(shù)基礎(chǔ)，北京：科學(xué)出版社. 20072、 張永生 電子設(shè)計自動化技術(shù)，北京：機械工業(yè)出版社. 20083、 劉力 聲光控制燈開關(guān)的設(shè)計【J】， 科技資訊.