聲光控延時開關的制作

　　摘 要： 本文介紹了聲光控延時開關的組成、性能，適用范圍及工作原理，節電效果十分明顯，同時也大大減少了維修量、節約了資金，使用效果良好。
　　關鍵詞： 遠控延時開關 元件 電路原理
　　
　　一、元件選擇
　　MIC 用駐極體話筒，RG用一般光敏電阻即可，YFA-YFD 用一片低工耗COMS四與非門電路TC4011，T用9014低頻管，放大倍數越大靈敏度越高，D用IN4148，D是7.5v的穩壓管，C、C用電解電容、SCR可選用MCR100-6 1A的單向可控硅，電阻均為1/8w碳膜電阻，阻值按圖。D-D用IN4007，反向漏電必須小。電燈的功率不能超過60W。R為MIC1供電。VT做電壓放大，R是負反饋電阻。D、D做倍壓檢波，直流成分降在R和R上。R是光敏電阻，白天阻值小，將該直流成分短路，所以，有聲音也不會亮燈。VT、VT是直流開關。晚間有聲音時，VT、VT導通，+12V通過VT、D向C快速充電，經R，使BT開通，LED點亮。C5是抗干擾用。C上的存電能維持供給BT一段時間，即燈亮的持續時間。
　　1.元器件安裝后，通220v電壓檢查元器件是否安裝正確；
　　2.檢查電子開關是否正常。將萬用表電壓擋測可控硅(MCR100-6)陰陽極電壓，當短接VT的e、c極，可控硅(MCR100-6)陽極電壓下降為零，說明電子開關電路正常；
　　3.檢測MIC話筒兩端電壓約2~3V左右，說明MIC話筒連接正確。再檢查R光敏電阻兩端電壓值，光照時電壓較低，不受光時電壓較高，說光控電路工作正常；
　　4.整體測試。將光敏電阻用不透光的物體遮擋住，測量VT發射極對地電壓，當發出響聲在話筒邊發出聲音時，測得的電壓就為5V以上，然后沒有聲音后又變為0。
　　二、電路的工作原理及原理圖
　　聲光控延時開關的電路原理圖如下所示，電路中的主要元器件是使用了數字集成電路cd4011，其內部含有4個獨立的與非門vd ～vd，使電路結構簡單，工作可靠性高。顧名思義，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，變為電子開關的開動作。明確了電路的信號流程方向后，即可依據主要元器件將電路劃分為若干個單元。
　　聲音信號(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒接收并轉換成電信號，經c耦合到vt的基極進行電壓放大，放大的信號送到與非門(vd)的2腳，r、r是vt偏置電阻，c是電源濾波電容。
　　為了使聲光控開關在白天開關斷開，即燈不亮，由光敏電阻rg等元件組成光控電路，r和rg組成串聯分壓電路，夜晚環境無光時，光敏電阻的阻值很大，rg兩端的電壓高，即為高電平間t=2πrc，改變r或c的值，可改變延時時間，滿足不同目的。vd和vd構成兩級整形電路，將方波信號進行整形。當c充電到一定電平時，信號經與非門vd、vd后輸出為高電平，使單向可控硅導通，電子開關閉合；c充滿電后只向r放電，當放電到一定電平時，經與非門vd、vd輸出為低電平，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vd～vd將交流220v進行橋式整流，變成脈動直流電，又經r降壓，c濾波后即為電路的直流電源，為bm、vt、ic等供電。
　　這里介紹的節電開關，在白天或光線較亮時，節電開關呈關閉狀態，燈不亮，夜間或光線較暗時，節電開關呈預備工作狀態。當有人經過該開關附近時，腳步聲等把節電開關啟動，燈亮，延時40~50秒后節電開關自動關閉、燈滅。
　　下圖為聲控照明節電開關電路原理圖。
　　電路原理：話筒MIC1和VT、R~R、C組成聲音拾取放大電路。為了獲得較高的靈敏度，VT 的β值選用大于100。話筒MIC也選用靈敏度高的。R不宜過小，否則電路容易產生間歇振蕩，C、D和D、C構成倍壓整流電路。把聲音信號變成直流控制電壓。R、R和光敏電阻R組成光控電路。有光照射在R上時，阻值變小，對直流控制電壓衰減很大。VT、VT和R、D組成的電子開關截止，C 內無電荷，單向可控硅MCR截止，燈泡不亮。在MCR截止時，直流高壓經R、R、D降壓后加到C、CW（穩壓管）上端。C為濾波電容，CW為穩壓值12~15V的穩壓二極管，保證C上電壓不超過15V直流電壓。當無光照射R 時，R 阻值很大，對直流控制電壓衰減很小，VT、VT等組成的電子開關導通，D 也導通，使C充電。R、C和單向可控制MCR、D~D 組成延時與交流開關。C通過R 把直流觸發電壓加到MCR控制端，MCR導通，燈泡點亮。燈泡發光時間長短由C、R 的參數決定，按圖中所給出的元器件數值（R為22K），發光30秒左右后，MCR截止，燈熄滅。C為抗干擾電容，用于消除燈泡發光抖動現象。
　　三、調試
　　用交流220V作為電源。經過D—D整流成直流，此直流電一方面提供給電燈使用。另一方面經過R、R分壓D C穩壓得到6.2V直流工作電源。R、MIC構成聲音輸入電路，經過C耦合送到Q進行放大。R、R、Q構成普通的音頻放大電路。放大后經過C輸出。D、D、C構成倍壓整流將聲音信號轉變成直流電。光敏電阻在光亮的環境下電阻值很小相當于短路，在黑暗的環境下電阻值很大，相當于開路。因此在光亮時阻止聲音信號繼續往后送。R、R、R、Q、Q構成直流放大電路。D、D、C、R、KG構成延時控制電路。
　　1.如果您購買的是散件，那么您可以一邊組裝一邊測量，也可以全部組裝后再一次性測量。不過一邊組裝一邊測量可得到更多樂趣。
　　2.由于本電路使用220V交流，因此在組裝時必須注意安全。當然為安全起見在調試時您可用6V直流電源代替。電燈改用6V的電珠。待全部調試完畢，再用220V供電。具體做法是將直流電的+6V接到E處，短接R、R，接地線與本電路的地相連，如果沒有6V的電源，接5V也是可以的，只是數據與下面所說的有所不同。
　　3.接好6V電源，焊接好MIC、R，給點掌聲則在A處用示波器可以觀察到2mV左右的電壓波動。
　　4.焊接好C、R、Q、R，此時在B用萬用表可測量得到3V左右的電壓。給點掌聲，用萬用表即可觀察到指針偏轉。掌聲越響，偏轉較大。
　　5.焊接好R、R、R、Q、GMDZ ，用手蓋住光敏電阻，用萬用表可觀察到C處電壓變低。
　　這樣制作出的聲光控延時開關，在白天光照好的時候，不管過路者發出多大聲音，都不會是燈泡發亮。夜晚光暗，電路的拾音器只要檢測到有碎發聲響，就會自動亮為行人照明，過數十秒后自動熄滅，節能節電。
　　
　　參考文獻：
　?。?］鄧木生.電子技能訓練.機械工業出版社.
　　［2］閻石編.數字電路電子技術基礎.高等教育出版社.