電工電子設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)聲光雙控延時(shí)燈開(kāi)關(guān)程勇編廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院

聲光雙控延時(shí)燈開(kāi)關(guān)一、設(shè)計(jì)任務(wù)及重要技術(shù)性能指標(biāo)和規(guī)定、：1.技術(shù)指標(biāo)（1）具有光控功能，白天光線較亮，雖然有聲音路燈也不亮，光線較暗，有聲音時(shí)路燈點(diǎn)亮。（2）具有聲控功能，晚上光線較暗，有聲音時(shí)路燈點(diǎn)亮，聲音消失后延長(zhǎng)照明一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅3.裝配成的光控延壽節(jié)電燈開(kāi)關(guān)，一般不必對(duì)電路作任何調(diào)試，便可使用。如嫌光控敏捷度不夠（或過(guò)強(qiáng)），可通過(guò)合適減少（或增大）電阻R5的阻值來(lái)加以調(diào)整。如電燈H工作時(shí)實(shí)測(cè)交流電壓不不小于（或不小于）160V太多，可通過(guò)合適減少（或增大）電阻R2的阻值來(lái)加以調(diào)試。該光控延壽節(jié)電燈開(kāi)關(guān)適合控制220V、15W至550W的一般白熾燈泡，它的接線措施與一般機(jī)械開(kāi)關(guān)相似，完全符合電工“火線（相線）接開(kāi)關(guān)，地線（零線）進(jìn)燈頭，接通開(kāi)關(guān)和燈頭”的照明電燈接線原則。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，只需要把開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接線樁X1與X2不分次序串入照明燈相線一側(cè)回路即可。但需要注意的是，開(kāi)關(guān)安裝位置應(yīng)有所講究，應(yīng)避開(kāi)風(fēng)雨侵蝕和燈光直射處，選擇在感受自然光良好的地方固定。二、方案設(shè)計(jì)與論證方案一:=1\*GB3①電路圖：=2\*GB3②電路原理：1．

D2～D5構(gòu)成橋式電路，在U1D輸出端為低電平時(shí)，可控硅SCR不導(dǎo)通，電燈LAMP無(wú)電流通路不會(huì)點(diǎn)亮。只有在U1D輸出端為高電平時(shí)，可控硅SCR1導(dǎo)通時(shí)，電燈LAMP才會(huì)點(diǎn)亮。2．

D2～D5、R7、DW、C3構(gòu)成穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路產(chǎn)生7.5V直流電壓給控制電路供電。3．

控制電路由三極管9013、COMS電路四與非門(mén)CD4011等元件構(gòu)成。聲電轉(zhuǎn)換器MIC將聲音轉(zhuǎn)換成電信號(hào)、光敏電阻MG45受光線控制變化其阻值的大小（光強(qiáng)電阻變?。?。C2、R5構(gòu)成亮燈延時(shí)電路，時(shí)間常數(shù)＝R5×C2。=3\*GB3③電路安裝注意事項(xiàng)：電路板與220V高壓連接在一起，在接220交流電時(shí)，必須接上燈泡（220V、25W即可）。并且要尤其注意防止觸電。方案二:=1\*GB3①電路的工作原理聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)的電路原理圖見(jiàn)圖1所示。電路中的重要元器件是使用了數(shù)字集成電路CD4011。其內(nèi)部具有4個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)D1～D4，電路構(gòu)造簡(jiǎn)樸?？煽啃愿?。

顧名思義，聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)就是用聲音來(lái)控制開(kāi)關(guān)的“啟動(dòng)”，若干分鐘后延時(shí)開(kāi)關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉”。因此，整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后．變?yōu)殡娮娱_(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流向后，即可根據(jù)重要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元。由此可畫(huà)出圖2所示的方框圖。結(jié)合圖2來(lái)分析圖1。聲音信號(hào)(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒BM接受并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)C1耦合到D3進(jìn)行電壓放大，與非門(mén)D3此時(shí)是一種放大電路，放大的信號(hào)送到R3的一端。R3、R4構(gòu)成分壓電路，并接到控制門(mén)D4的13腳，作為聲控信號(hào)。當(dāng)有聲音信號(hào)時(shí)，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(mén)D4的13腳為低電平。

為了使聲光控開(kāi)關(guān)在白天開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，即由光敏電阻RG等元件構(gòu)成光控電路。R6和RG構(gòu)成串聯(lián)分壓電路，夜晚無(wú)環(huán)境光時(shí)，光敏電阻的阻值很大，RG兩端的電壓高，則與非門(mén)D1的1腳為高電平“1”。通過(guò)與非門(mén)D1則為低電平“0”。再通過(guò)二極管D1輸入到控制門(mén)D4的13腳，也為低電平“0”。使聲光控電路工作具有了光控條件。白天較強(qiáng)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(mén)D1的1腳為低電平“0”，使聲光控電路不具有光控條件，電子開(kāi)關(guān)處在斷開(kāi)狀態(tài)。

當(dāng)夜晚．同步又有外界聲音信號(hào)時(shí)，控制門(mén)(與非門(mén))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(dǎo)通，電子開(kāi)關(guān)閉合；同步給C3充電，C3和R5構(gòu)成延時(shí)電路．延時(shí)時(shí)間T=2πR5C3，變化R5或C3的值，可變化延時(shí)時(shí)間，滿足不一樣的延時(shí)規(guī)定，C3充斥電后只向R5放電，當(dāng)放電到一定電平時(shí)，與非門(mén)D2的輸入端5、6腳為低電平，輸出為高電平．與非門(mén)的12腳為高電平“1”，同步?jīng)]有聲音信號(hào)時(shí)與非門(mén)的13腳也為高電平“1”，與非門(mén)D4，的兩個(gè)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(kāi)關(guān)斷開(kāi)。完畢一次完整的電子開(kāi)關(guān)由開(kāi)到關(guān)的過(guò)程。

二極管VD1-VD4將交流220V進(jìn)行橋式整流．變成脈動(dòng)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(gè)獨(dú)立的與非門(mén)電路，內(nèi)部功能見(jiàn)圖3，Vss是電源的負(fù)極，VDD是電源的正極?？煽毓鑄選用1A／400V的進(jìn)口單向可控硅1006型，如負(fù)載電流大可選用3A、6A、10A等規(guī)格的單向可控硅，它的測(cè)量措施是：用RX1檔，將紅表筆接可控硅的負(fù)極，黑表筆接正極，這時(shí)表針無(wú)讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極K，這時(shí)表有讀數(shù)，黑表筆立即離開(kāi)這時(shí)表仍有讀數(shù)(注意觸控制極時(shí)正負(fù)表筆是一直連接的)闡明該可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄機(jī)用的小話筒，它的測(cè)量措施是：用RX100檔將紅表筆接外殼的S、黑表筆接D，這時(shí)用口對(duì)著駐極體吹氣，若表針有擺動(dòng)闡明該駐極體完好，擺動(dòng)越大敏捷度越高；光敏電阻選用的是625A型，有光照射時(shí)電阻為20K如下，無(wú)光時(shí)電阻值大干100MΩ，闡明該元件是完好的。二極管采用一般的整流二極管1N4001～1N4007?？傊倪x擇可靈活掌握，參數(shù)可在一定范圍內(nèi)選用。其他元件按圖1所示的標(biāo)注即可。三、安裝制作

對(duì)照元件清單買到電子元器件后，首先對(duì)照材料清單將各材料認(rèn)真清點(diǎn)一遍，并用萬(wàn)用表粗略地(因出廠前已測(cè)量過(guò))測(cè)量一下各元件，做到心中有數(shù)。

焊接時(shí)注意先焊接無(wú)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(shí)千萬(wàn)不要裝反，注意極性的對(duì)的。否則電路不能正常工作甚至燒毀元器件。四、電路原理圖和PCB板圖及闡明（Protel99版）1、總原理圖2、PCB圖五、重要器件的技術(shù)資料：1、CD4011B重要參數(shù)：CD4011四2輸入端與非門(mén)HIT/TI2、可控硅MCR100-6參數(shù)：MCR100-6單向可控硅特點(diǎn),先進(jìn)的玻璃鈍化芯片、具有敏捷的控制極觸發(fā)電流，通態(tài)壓減少。用途廣泛應(yīng)用于多種萬(wàn)能開(kāi)關(guān)器、小型馬達(dá)控制器、彩燈控制器、漏電保護(hù)器、燈具繼電器鼓勵(lì)器、邏輯集成電路驅(qū)動(dòng)、大功率可控硅門(mén)極驅(qū)動(dòng)、摩托車點(diǎn)火器等線路功率制。杰寶萊科技供應(yīng)定做充電器專用可控硅!產(chǎn)品類別:單向可控硅-SCRs器件型號(hào)MCR100-6封裝形式:TO-92Package→腳位排列:C-G-A重要參數(shù):電流-IT(RMS):0.8A電壓-VDRM:≥400V觸發(fā)電流:IGT:10~30μAIGT:30~60μA元件品牌,型號(hào)MCR100-6電流0.8（A）電壓400（V）觸發(fā)電流10-30/30-60m（A）結(jié)溫110（℃）.六、方案中所用元器件清單或應(yīng)用程序清單；1．元件清單元件序號(hào)型號(hào)重要參數(shù)數(shù)量備注R115kΩ1R23MΩ1R3510KΩ1R4220KΩ1R53.3MΩ1R630kΩ1R718kΩ1R8160kΩ1C10.1цf1C222цf1C347цf1A(Ⅰ～Ⅵ)CD4011四2輸入端與非門(mén)HIT/TI1VD1IN40071VD2IN40071VD3IN40071VD4IN40071VD5IN41481VSMCR100-61T1VT90141BCM18-W1七、安裝與調(diào)試調(diào)試前，先將焊好的電路板對(duì)照電路圖認(rèn)真查對(duì)一遍，不要有錯(cuò)焊、漏焊、短路等現(xiàn)象發(fā)生。通電后，人體不容許接觸電路板的任一部分，防止觸電，注意安全。如用萬(wàn)用表檢測(cè)時(shí)，將萬(wàn)需表兩表筆接觸電路板對(duì)應(yīng)處即可。

本電路調(diào)試時(shí)請(qǐng)先將光敏電阻的光擋住，將AB分別接在電燈的開(kāi)關(guān)位上，用手輕拍駐極體，這時(shí)燈應(yīng)亮，若用光照射光敏電阻，再用手重拍駐極體，這時(shí)燈不亮。闡明光敏電阻完好，這時(shí)表達(dá)制作成功。若不成功請(qǐng)仔細(xì)檢查有無(wú)虛假錯(cuò)焊和拖錫短路現(xiàn)象。焊接好的電路板可裝入體積合適的絕緣小盒內(nèi)，亦可安裝在通過(guò)改造后的86系列或75系列壁式開(kāi)關(guān)盒內(nèi)。注意在盒面板為話筒B開(kāi)出受音孔、為光敏電阻器RL開(kāi)出感光孔。通過(guò)變化電阻器R2的阻值，可調(diào)試聲控敏捷度；通過(guò)變化電阻器R4的阻值，可調(diào)整光控敏捷度；通過(guò)變化電阻器R5的阻值或電容器C2的容量，