1、声光控延时开关原理与制作 用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关,只有在天黑以后,当有人走过楼梯通道, 发出脚步声或其它声音时,楼道灯会自动点亮,提供照明,当人们进入家门或走出公寓, 楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天,即使有声音,楼道灯也不会亮,可以达到节能 的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道,而且也适用于工厂、办公楼、教学楼 等公共场所,它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点,适合广大电子爱好 者自制。 一、电路的工作原理 声光控延时开关的电路原理图见图 1 所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电 路 cd4011,其内部含有 4 个独立的与非门 vd 1vd
2、4,使电路结构简单,工作可靠性高。 顾名思义,声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启“,若干分钟后延时开关 “自动关闭“。因此,整个电路的功能就是将声音信号处理后,变为电子开关的开动作。明 确了电路的信号流程方向后,即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元,由此可画出 图 2 所示的方框图。 结合图 2 来分析图 1。声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒 bm 接收并转换成电信 号,经 c1 耦合到 vt 的基极进行电压放大,放大的信号送到与非门(vd1)的 2 脚,r4、r7 是 vt 偏置电阻,c2 是电源滤波电容。 为了使声光控开关在白天开关断开,即灯不亮,由光敏电阻 rg 等元件
3、组成光控电路, r5 和 rg 组成串联分压电路,夜晚环境无光时,光敏电阻的阻值很大,rg 两端的电压高, 即为高电平间 t=2r8c3,改变 r8 或 c3 的值,可改变延时时间,满足不同目的。vd3 和 vd4 构成两级整形电路,将方波信号进行整形。当 c3 充电到一定电平时,信号经与非门 vd3、vd4 后输出为高电平,使单向可控硅导通,电子开关闭合;c3 充满电后只向 r8 放电, 当放电到一定电平时,经与非门 vd3、vd4 输出为低电平,使单向可控硅截止,电子开关断 开,完成一次完整的电子开关由开到关的过程。 二极管 vd1vd4 将交流 220v 进行桥式整流,变成脉动直流电,又
4、经 r1 降压,c2 滤 波后即为电路的直流电源,为 bm、vt、ic 等供电。 二、元器件的选择 ic 选用 cmos 数字集成电路 cd4011,其里面含有四个独立的与非门电路。内部结构见 图 3,vss 是电源的负极,vdd 是电源的正极。可控硅 t 选用 1 a400v 的进口单向可控硅 1 00-6 型,如负载电流大可选用 3a、6a、10a 等规格的单向可控硅,单向可控硅的外形如 图 4 所示,它的测量方法是:用 r1 档,将红表笔接可控硅的负极,黑表笔接正极(如印 制板图所示),这时表针无读数,然后用黑表笔触一下控制极 k,这时表针有读数,黑表笔 马上离开控制极 k 这时表针仍有
5、读数(注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是 完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒,它的测量方法是:用 r100 档将红表笔 接外壳的 s、黑表笔接 d,这时用口对着驻极体吹气,若表针有摆动说明该驻极体完好,摆 动越大灵敏度越高;光敏电阻选用的是 625a 型,有光照射时电阻为 20k 以下,无光时电阻 值大于 100mq,说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管 1n40011n4007。总 之,元件的选择可灵活掌握,参数可在一定范围内选用。其它元件按图 1 所示的标注即可。 三、安装制作 准备好全套元件后,用万用表粗略地(因出厂前已测量过)测量一下各元件的质量,做 到心
6、中有数。 焊接时注意先焊接无极性的阻容元件,电阻采用卧装,电容采用直立装,紧贴电路板, 焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不 要装反,注意极性的正确,否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。印刷电路图如图 5 所 示。 四、调试 调试前,先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍,不要有错焊、漏焊、短路、 元件相碰等现象发生。通电后,人体不允许接触电路板的任一部分,防止触电,注意安全。 如用万用表检测时,只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。 本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住,将 ab 分别接在电灯的开关位上,用手轻拍驻 极体,这时灯应亮,若用光照射光敏电阻,再用手重拍驻极体,这时灯不亮,说明光敏电 阻完好,这时即告本套件制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。