聲光控延時開關原理與制作

用聲光控延時開關代替住宅小區(qū)的樓道上的開關，只有在天黑以后，當有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時，樓道燈會自動點亮，提供照明，當人們進入家門或走出公寓，樓道燈延時一段時間后（延時長短可以調整）會自動熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會亮，可以達到節(jié)能的目的。聲光控延時開關不僅適用于住宅區(qū)的樓道，同時也適用于生活小區(qū)、工廠、辦公樓、教學樓的樓道等公共場所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點，適合廣大電子愛好者自制。下面我簡要的介紹一下目前最為簡單實用的LED聲控球泡燈。

一、電路的工作原理

聲光控延時開關的電路原理圖見圖1所示，電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路CD4011，其內部含有4個獨立的與非門，使電路結構簡單，工作可靠性高。

聲光控延時開關，顧名思義，就是用聲光來控制開關的"開啟"，若干時間后延時開關"自動關閉"。因此，整個電路的功能就是將聲音信號處理后，變?yōu)殡娮娱_關的開關動作。明確了電路的功能后，即可依據(jù)工作性質將總電路劃分為2個主要單元，分別如下圖所以：

1、聲光控制部分

2、電源驅動部分

下面根據(jù)上面的兩個電路原理圖作簡要的分析：

1、根據(jù)聲光控制電路原理圖簡單分析一下其電路工作原理。

 可控硅Q1未導通之前，其上的G端（也即控制端）為低電位，經(jīng)R1使得IC第11腳置低電位，又經(jīng)電容C1使得IC第5、6腳置低電位，從而導致IC第四腳為高電位，也使得IC12腳為高電位，這說明，在沒有聲音信號發(fā)生時，IC第12腳保持高電位。

（1）當夜晚或黑暗環(huán)境時，聲音信號(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒MK1接收并轉換成電信號，經(jīng)C3將信號（高電平）送到與非門第8、9腳，R8是偏置電阻。此時，經(jīng)過與非門的作用，第10腳上輸出一個低電平信號，這個信號經(jīng)R5，使得IC第13腳置低電位。這時IC第12、13腳電位分別為高、低電位，從而導致IC第11腳電位置高電平，通過R1，使可控硅Q1導通，也即“開關”啟動，LED燈點亮。與此同時，電解電容C1進行充電、放電（經(jīng)R3），經(jīng)過一段時間，又使得IC第5、6腳電位變?yōu)榈碗娖綍r，4腳將輸出高電平，從而導致12腳為高電平，當此時的聲音信號不存在時，IC第13腳置高電平，致使IC第11腳置低電平，從而使得可控硅Q1“斷開”LED燈熄滅。

（2）當白天或明亮環(huán)境時，光敏電阻低阻值導通，使得IC第1、2腳置低電平，3腳輸出高電平，通過D71，使得第13腳也為高電平，當聲音信號來時，第13腳依然為高電平。此時IC第12、13腳均為高電平，故第11腳為低電平，可控硅Q1“斷開”，LED燈不亮。

2、根據(jù)電源驅動電路原理圖簡單分析一下其電路工作原理。

M、N接交流電壓，通過電容C11來控制負載上的電流大小，C12為濾波電容，R12為C11放電，a、b接LED負載（有關電容降壓原理這里暫不分析，讀者可自己解答）。

二、元器件的選擇

IC選用CMOS數(shù)字集成電路CD4011，其里面含有四個獨立的與非門電路。內部結構見圖3，vss是電源的負極，vdd是電源的正極。可控硅t選用1a／400v的進口單向可控硅100-6型，如負載電流大可選用3a、6a、10a等規(guī)格的單向可控硅，單向可控硅的外形如圖4所示，它的測量方法是：用r×1檔，將紅表筆接可控硅的負極，黑表筆接正極(如印制板圖所示)，這時表針無讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極k，這時表針有讀數(shù)，黑表筆馬上離開控制極k這時表針仍有讀數(shù)(注意觸控制極時正負表筆是始終連接說明該可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄機用的小話筒，它的測量方法是：用r×100檔將紅表筆接外殼的s、黑表筆接d，這時用口對著駐極體吹氣，若表針有擺動說明該駐極體完好，擺動越大靈敏度越高；光敏電阻選用的是625a型，有光照射時電阻為20k以下，無光時電阻值大于100mq，說明該元件是完好的。二極管采用普通的整流二極管1n4001～1n4007。總之，元件的選擇可靈活掌握，參數(shù)可在一定范圍內選用。其它元件按圖1所示的標注即可。

三、樣品制作

準備好全套元件后，用萬用表粗略地(因出廠前已測量過)測量一下各元件的質量，做到心中有數(shù)。

焊接時注意先焊接無極性的阻容元件，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千萬不要裝反，注意極性的正確，否則電路不能正常工作甚至燒毀元器件。部分PCB如下圖所示：


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