《电子电路设计与制作》 任务五 声光控开关的设计与制作.pptVIP

任务五声光控开关的设计与制作一、任务描述设计并制作一个声光控开关，能够用声音和光照度控制的开关，当环境的亮度达到某个设定值以下，同时环境的噪音超过某个值，这种开关就会开启。在白天的时候，光敏电阻的阻值较小，这样即使有很大的声音，由于光敏电阻的下拉导致信号无法继续传送，所以白天的时候不亮。而夜晚的时候，光敏电阻阻值变大。此时如果有较大的声音的话，就会推动晶闸管导通，此时灯泡就会点亮。但是当电容器中的电荷放尽的时候，晶闸管就会在交流过零后自动关闭，此时灯泡就会熄灭了。二、任务分析（一）声光控开关电路分析1.声光控延时开关的功能近年来，完全智能化的声光自控延时开关渐渐地被人们认识和采用，这种节能开关，真正实现了人来灯亮，人走灯灭，既方便，又节能，目前已成为公共场所照明开关的主流产品。作为一种新型产品，在选择、安装、使用上必然有它的自身特点，如果使用不当，就可能使开关的功能特点得不到充分发挥甚至浪费，这就需要我们深入了解这种开关的相关功能特点。2.声光控延时开关的特点声光控延时开关可在白天关闭电灯，晚上人来有声音时自动开灯，延时一分钟自动熄灭，真正做到了人来灯亮，人走灯灭，这种开关有许多优点。一是省电，由于灯泡大部分时间不工作，因此节电效率很高，达80%左右；二是方便，首先，不用接触，全自动智能控制，另外，接线简单、安装方便，不用更改原照明电路；三是省灯泡，正常情况下，一只灯泡可使用两年左右。另外，是在一定场所使用还可起防盗作用。实践证明，此种产品是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。3.电路结构本电路可分为几大部分。它们分别是电源变换电路、触发驱动电路、延时关断电路、光敏控制电路和音频放大电路、延时关断电路。（1）电源变换电路：由D2、D6、Q1、R6和C1组成。（2）触发控制电路：由R7、CD4011的A单元组成，目标直指单向可控硅Q1、BT169门极。（3）光敏控制电路：由R3、Rg与CD4011的D单元组成。（4）音频放大电路：由R1、BM1、C2、R2与CD4011的C单元组成。（5）延时关断电路：由C4、R8与CD4011的B单元组成。4.声光控延时开关的发展应用前景随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关．目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是首选的主流产品。（二）声光控开关电路设计1.电源变换电路JP1是接市电插头，市电经二极管D2半波整流、电阻R2限流和电容C1滤波作为CD4011的工作电源Vcc。R2的作用是通过限流而降低工作电源Vcc的电压，以满足CD4011的安全工作需要（实际测量Vcc大约5.5V~5.6V之间）。注:电路中的“地”只是参考电平,并不是真正的“地”,对人体而言仍是危险电压。高压二极管D3-D6组成桥式整流电路，灯泡DS1是在路负载。JP1接交流电压，电流方向要么为①→DS1→D6→Q1→D5→②，要么为②→D6→Q1→D4→DS1→①。即流过灯泡DS1的是交流电流，流过单向可控硅Q1的是脉动直流电流，如果采用双向可控硅高压二极管D3-D6完全可以去掉，如图所示。2.触发控制电路触发控制电路由R7、CD4011的A单元组成，控制逻辑如表5-1。CD4011管脚状态表管教状态 功能CD4011的③端为高电平 Q1触发、正向导通CD4011的③端为低电平 Q1不能触发、正向阻断3.光敏控制电路光敏电阻Rg的等效电阻随光照而变化，R3和Rg分压值也随之改变，从而影响D单元的输出状态而光敏电阻又有多种型号，它们的亮/暗电阻有多种档次，如表。因此，R3必须和光敏电阻配合选用，不同的光敏电阻就要匹配不同的上拉电阻。光敏电阻测试表序号 有光照 光照 R3匹配阻值范围1 3.5~3.8K20~21.5K8~12K2 8~12K 85~90K33~47K3 65~95K 650~750K 200~470K有光照时等效电路无光照时等效电路（1）有光照射光敏电阻如图5-2，有光照射到光敏电阻时，D单元状态如表5-3（第一行）。表5-3光敏电阻的逻辑输出状态有光照射 D单元两端输入为逻辑0 D单元