摘 要: 本文介绍了声光控延时开关的组成、性能,适用范围及工作原理,节电效果十分明显,同时也大大减少了维修量、节约了资金,使用效果良好。
关键词: 远控延时开关 元件 电路原理
一、元件选择
MIC 用驻极体话筒,RG用一般光敏电阻即可,YFA-YFD 用一片低工耗COMS四与非门电路TC4011,T用9014低频管,放大倍数越大灵敏度越高,D用IN4148,D是7.5v的稳压管,C、C用电解电容、SCR可选用MCR100-6 1A的单向可控硅,电阻均为1/8w碳膜电阻,阻值按图。D-D用IN4007,反向漏电必须小。电灯的功率不能超过60W。R为MIC1供电。VT做电压放大,R是负反馈电阻。D、D做倍压检波,直流成分降在R和R上。R是光敏电阻,白天阻值小,将该直流成分短路,所以,有声音也不会亮灯。VT、VT是直流开关。晚间有声音时,VT、VT导通,+12V通过VT、D向C快速充电,经R,使BT开通,LED点亮。C5是抗干扰用。C上的存电能维持供给BT一段时间,即灯亮的持续时间。
1.元器件安装后,通220v电压检查元器件是否安装正确;
2.检查电子开关是否正常。将万用表电压挡测可控硅(MCR100-6)阴阳极电压,当短接VT的e、c极,可控硅(MCR100-6)阳极电压下降为零,说明电子开关电路正常;
3.检测MIC话筒两端电压约2~3V左右,说明MIC话筒连接正确。再检查R光敏电阻两端电压值,光照时电压较低,不受光时电压较高,说光控电路工作正常;
4.整体测试。将光敏电阻用不透光的物体遮挡住,测量VT发射极对地电压,当发出响声在话筒边发出声音时,测得的电压就为5V以上,然后没有声音后又变为0。
二、电路的工作原理及原理图
声光控延时开关的电路原理图如下所示,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 ~vd,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。
声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒接收并转换成电信号,经c耦合到vt的基极进行电压放大,放大的信号送到与非门(vd)的2脚,r、r是vt偏置电阻,c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等元件组成光控电路,r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=2πrc,改变r或c的值,可改变延时时间,满足不同目的。vd和vd构成两级整形电路,将方波信号进行整形。当c充电到一定电平时,信号经与非门vd、vd后输出为高电平,使单向可控硅导通,电子开关闭合;c充满电后只向r放电,当放电到一定电平时,经与非门vd、vd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vd~vd将交流220v进行桥式整流,变成脉动直流电,又经r降压,c滤波后即为电路的直流电源,为bm、vt、ic等供电。
这里介绍的节电开关,在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮,夜间或光线较暗时,节电开关呈预备工作状态。当有人经过该开关附近时,脚步声等把节电开关启动,灯亮,延时40~50秒后节电开关自动关闭、灯灭。
下图为声控照明节电开关电路原理图。
电路原理:话筒MIC1和VT、R~R、C组成声音拾取放大电路。为了获得较高的灵敏度,VT 的β值选用大于100。话筒MIC也选用灵敏度高的。R不宜过小,否则电路容易产生间歇振荡,C、D和D、C构成倍压整流电路。把声音信号变成直流控制电压。R、R和光敏电阻R组成光控电路。有光照射在R上时,阻值变小,对直流控制电压衰减很大。VT、VT和R、D组成的电子开关截止,C 内无电荷,单向可控硅MCR截止,灯泡不亮。在MCR截止时,直流高压经R、R、D降压后加到C、CW(稳压管)上端。C为滤波电容,CW为稳压值12~15V的稳压二极管,保证C上电压不超过15V直流电压。当无光照射R 时,R 阻值很大,对直流控制电压衰减很小,VT、VT等组成的电子开关导通,D 也导通,使C充电。R、C和单向可控制MCR、D~D 组成延时与交流开关。C通过R 把直流触发电压加到MCR控制端,MCR导通,灯泡点亮。灯泡发光时间长短由C、R 的参数决定,按图中所给出的元器件数值(R为22K),发光30秒左右后,MCR截止,灯熄灭。C为抗干扰电容,用于消除灯泡发光抖动现象。
三、调试
用交流220V作为电源。经过D—D整流成直流,此直流电一方面提供给电灯使用。另一方面经过R、R分压D C稳压得到6.2V直流工作电源。R、MIC构成声音输入电路,经过C耦合送到Q进行放大。R、R、Q构成普通的音频放大电路。放大后经过C输出。D、D、C构成倍压整流将声音信号转变成直流电。光敏电阻在光亮的环境下电阻值很小相当于短路,在黑暗的环境下电阻值很大,相当于开路。因此在光亮时阻止声音信号继续往后送。R、R、R、Q、Q构成直流放大电路。D、D、C、R、KG构成延时控制电路。
1.如果您购买的是散件,那么您可以一边组装一边测量,也可以全部组装后再一次性测量。不过一边组装一边测量可得到更多乐趣。
2.由于本电路使用220V交流,因此在组装时必须注意安全。当然为安全起见在调试时您可用6V直流电源代替。电灯改用6V的电珠。待全部调试完毕,再用220V供电。具体做法是将直流电的+6V接到E处,短接R、R,接地线与本电路的地相连,如果没有6V的电源,接5V也是可以的,只是数据与下面所说的有所不同。
3.接好6V电源,焊接好MIC、R,给点掌声则在A处用示波器可以观察到2mV左右的电压波动。
4.焊接好C、R、Q、R,此时在B用万用表可测量得到3V左右的电压。给点掌声,用万用表即可观察到指针偏转。掌声越响,偏转较大。
5.焊接好R、R、R、Q、GMDZ ,用手盖住光敏电阻,用万用表可观察到C处电压变低。
这样制作出的声光控延时开关,在白天光照好的时候,不管过路者发出多大声音,都不会是灯泡发亮。夜晚光暗,电路的拾音器只要检测到有碎发声响,就会自动亮为行人照明,过数十秒后自动熄灭,节能节电。
参考文献:
[1]邓木生.电子技能训练.机械工业出版社.
[2]阎石编.数字电路电子技术基础.高等教育出版社.