聲光雙控開關的設計555

1、聲光雙控開關的設計電路（1、信息與計算科學學院信息與計算科學專業(yè)2、信息與計算科學學院數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)）摘要：在學校、機關、廠礦企業(yè)等單位的公共場所以及居民區(qū)的公共樓道，長明燈現(xiàn)象十分普遍，這造成了能源的極大浪費。在本設計中介紹了多種聲光控路燈控制器的組成、性能，適用范圍及工作原理，給出各電路原理圖及元件參數(shù)選擇，節(jié)電效果十分明顯。天黑有人走過樓梯通道時，當有腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，當人們進入家門或走出公寓，樓道燈延時幾分鐘后會自動熄滅。在白天。即使有聲音。樓道燈也不會亮，可以達到節(jié)能的目的。聲光控延時開關不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學樓等公共

2、場所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點。關鍵字：自動控制信號放大光電開關聲控電路光控電路延時電路 一、電路的工作原理圖1 聲光控延時開關的電路原理圖聲光控延時開關的電路原理圖見圖 1 所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路 CD4011 。其內(nèi)部含有 4 個獨立的與非門 D1 D4 ，電路結(jié)構(gòu)簡單?？煽啃愿摺ｎ櫭剂x，聲光控延時開關就是用聲音來控制開關的“開啟”，若干分鐘后延時開關“自動關閉”。因此，整個電路的功能就是將聲音信號處理后。變?yōu)殡娮娱_關的開關動作。明確了電路的信號流向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個單元。由此可畫出圖 2 所示的方框圖。 圖2 聲光控延

3、時開關方框圖結(jié)合圖2來分析圖1。聲音信號 ( 腳步聲、掌聲等 ) 由駐極體話筒BM接收并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)C1耦合到D3進行電壓放大，與非門D3此時是一個放大電路，放大的信號送到R3的一端。R3、R4構(gòu)成分壓電路，并接到控制門D4的13腳，作為聲控信號。當有聲音信號時，IC的10腳為高電平“ 1 ”，則 R3、R4的中間分壓為低電平“ 0 ”，即控制門D4的13腳為低電平。為了使聲光控開關在白天開關斷開，即由光敏電阻RG等元件組成光控電路。R6和RG組成串聯(lián)分壓電路，夜晚無環(huán)境光時，光敏電阻的阻值很大，RG兩端的電壓高，則與非門D1的1腳為高電平“ 1 ”。通過與非門D1則為低電平“ 0 ”。通

4、過二極管D1輸入到控制門D4的13腳，也為低電平“ 0 ”。使聲光控電路工作具備了光控條件。白天較強的環(huán)境使RG的阻值很小。RG兩端的電壓幾乎為0，即為低電平“ 0 ”，則與非門D1的1腳為低電平“ 0 ”，使聲光控電路不具備光控條件，電子開關處于斷開狀態(tài)。當夜晚，同時又有外界聲音信號時，控制門(與非門)D4的輸入端，有一端為低電平“ 0 ”，輸出為高電平“ 1 ”。使單向可控硅導通，電子開關閉合；同時給C3充電，C3和R5構(gòu)成延時電路。延時時間 T=2 R 5C3，改變R5或C3的值，可改變延時時間，滿足不同的延時要求，C3充滿電后只向R5放電，當放電到一定電平時，與非門D2的輸入端5、6腳

5、為低電平，輸出為高電平。與非門的12腳為高電平“ 1 ”，同時沒有聲音信號時與非門的13腳也為高電平“ 1 ”，與非門D4，的兩個輸入端為高電平，則它的輸出為低電平“ 0 ”，使單向可控硅截止。電子開關斷開。完成一次完整的電子開關由開到關的過程。二極管VD1-VD4將交流220V進行橋式整流變成脈動直流電。又經(jīng)R9降壓，C4濾波后即為電路的直流電源，為BM、IC等供電。二、元器件的選擇IC選用CMOS數(shù)字集成電路CD4011，CD4011有四個獨立的與非門電路，內(nèi)部功能見圖3，Vss是電源的負極，VDD是電源的正極。可控硅T選用1A400V的進口單向可控硅1006型，如負載電流大可選用3A、6

6、A、10A等規(guī)格的單向可控硅，它的測量方法是：用RX1檔，將紅表筆接可控硅的負極，黑表筆接正極，這時表針無讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極K，這時表有讀數(shù)，黑表筆馬上離開這時表仍有讀數(shù)( 注意觸控制極時正負表筆是始終連接的)說明該可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄機用的小話筒，它的測量方法是：用RX100檔將紅表筆接外殼的S、黑表筆接D，這時用口對著駐極體吹氣，若表針有擺動說明該駐極體完好，擺動越大靈敏度越高；光敏電阻選用的是 625A 型，有光照射時電阻為20K以下，無光時電阻值大干100M ，說明該元件是完好的。二極管采用普通的整流二極管1N40011N4007。總之，元件的選擇可靈活掌

7、握，參數(shù)可在一定范圍內(nèi)選用。其它元件按圖1所示的標注即可。 圖3 CD4011的內(nèi)部結(jié)構(gòu)三、安裝制作對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真清點一遍，并用萬用表粗略地測量一下各元件，做到心中有數(shù)。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。四、調(diào)試調(diào)試前，先將焊好的電路板對照電路圖認真核對一遍，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一部分，防止觸電，注意安全。如用萬用表檢測時，將萬

8、需表兩表筆接觸電路板相應處即可。本電路調(diào)試時請先將光敏電阻的光擋住，將AB分別接在電燈的開關位上，用手輕拍駐極體，這時燈應亮，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。若不成功請仔細檢查有無虛假錯焊和拖錫短路現(xiàn)象。五、所需元器件清單序號元器件名稱型號位號數(shù)量1集成塊CD4011IC1塊2話筒542DBMIC1個3二極管IN4148D11只4二極管IN4007D2-D65只5電解電容10uF/16VC3、C42只6瓷片電容103C1、C22只7電阻82KR3、R6、R93只8電阻56KR81只9電阻120KR41只10電阻5.1MR51只11電阻1MR

9、21只12電阻18KR11只13單向可控硅100-6SCR1只14光敏電阻器3K5KR71只六、收獲和體會在這兩周的電子技術(shù)設計中，我們做的設計課題是“聲光控制開關”。這是一種聲音和光照雙控照明燈，它可以用于樓梯、過道、庫房的場合。白天光照好，不管過路者發(fā)出多大聲音，都不會是燈泡發(fā)亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發(fā)聲響，就會自動亮為行人照明，過幾分鐘后又自動熄滅，節(jié)能節(jié)點。在電源設計中要根據(jù)其主體電路及執(zhí)行機構(gòu)不同，要求可靠，價廉，有效益。由于此開關在光線較暗時是否接通取決于聲音的強弱，因此為加強其工作效應，設計了信號放大整形電路，微弱的信號經(jīng)過此電路加工也能使開關工作。本次的聲光控制

10、開關的設計實踐將我們學到的知識應用到了實踐，深化了對數(shù)字電路設計、和模擬電子設計的認識，使我們在設計的實踐中獲得新知。學習了的理論知識和實踐操作，我們不僅僅得到的是課本上的東西，更重要的是我們通過自己的獨立動手，老師和同學的耐心指導下，讓我們學會了分析電路、設計電路的步驟以及計算機輔助作圖等。在此設計中利用到了三極管的放大 、光敏效應，特別是讓我們溫習了555觸發(fā)器的知識與應用， 進一步空固和掌握前面所學的基礎知識，加深對了對模擬電路.數(shù)字電路.理解，對元氣件的使用更加深刻。設計一開始不知如何下手，經(jīng)過廣泛查閱資料方 我們無論是生活還是學習都離不開外界的力量，當然也要有自己的努力，老師說：“做得好不好是另外一回事，但是要自己動手去做，認真思考。”我們自知這次的設計有很多的不足，做得比較辛苦效果卻不是很好，很多東西平時學得也不透徹，我覺得做一次課程設計從每一個細節(jié)都在鍛煉著我們。我希望我們都能從中收獲良多，能把知識真正變成自己的東西。七、參考文獻1、康華光；電子技術(shù)基礎