聲光控延時(shí)開關(guān)原理與制作

　　用聲光控延時(shí)開關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門或走出公寓，樓道燈延時(shí)一段時(shí)間后（延時(shí)長(zhǎng)短可以調(diào)整）會(huì)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。聲光控延時(shí)開關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，同時(shí)也適用于生活小區(qū)、工廠、辦公樓、教學(xué)樓的樓道等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合廣大電子愛好者自制。下面我簡(jiǎn)要的介紹一下目前最為簡(jiǎn)單實(shí)用的LED聲控球泡燈。

　　一、電路的工作原理

　　聲光控延時(shí)開關(guān)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(nèi)部含有4個(gè)獨(dú)立的與非門，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。

　　聲光控延時(shí)開關(guān)，顧名思義，就是用聲光來控制開關(guān)的"開啟"，若干時(shí)間后延時(shí)開關(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_關(guān)的開關(guān)動(dòng)作。明確了電路的功能后，即可依據(jù)工作性質(zhì)將總電路劃分為2個(gè)主要單元，分別如下圖所以：

1、聲光控制電路

2、電源驅(qū)動(dòng)電路

下面根據(jù)上面的兩個(gè)電路原理圖作簡(jiǎn)要的分析：

　　1、根據(jù)聲光控制電路原理圖簡(jiǎn)單分析一下其電路工作原理。

可控硅Q1未導(dǎo)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(dǎo)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(hào)發(fā)生時(shí)，IC第12腳保持高電位。

（1）當(dāng)夜晚或黑暗環(huán)境時(shí)，聲音信號(hào)(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒MK1接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)C3將信號(hào)（高電平）送到與非門第8、9腳，R8是偏置電阻。此時(shí)，經(jīng)過與非門的作用，第10腳上輸出一個(gè)低電平信號(hào)，這個(gè)信號(hào)經(jīng)R5，使得IC第13腳置低電位。這時(shí)IC第12、13腳電位分別為高、低電位，從而導(dǎo)致IC第11腳電位置高電平，通過R1，使可控硅Q1導(dǎo)通，也即“開關(guān)”啟動(dòng)，LED燈點(diǎn)亮。與此同時(shí)，電解電容C1進(jìn)行充電、放電（經(jīng)R3），經(jīng)過一段時(shí)間，又使得IC第5、6腳電位變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，4腳將輸出高電平，從而導(dǎo)致12腳為高電平，當(dāng)此時(shí)的聲音信號(hào)不存在時(shí)，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(dāng)白天或明亮環(huán)境時(shí)，光敏電阻低阻值導(dǎo)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(dāng)聲音信號(hào)來時(shí)，第13腳依然為高電平。此時(shí)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(qū)動(dòng)電路原理圖簡(jiǎn)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(fù)載上的電流大小，C12為濾波電容，R12為C11放電，a、b接LED負(fù)載（有關(guān)電容降壓原理這里暫不分析，讀者可自己解答）?！　　?strong style="word-break: break-all; ">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(gè)獨(dú)立的與非門電路。內(nèi)部結(jié)構(gòu)見圖3，vss是電源的負(fù)極，vdd是電源的正極。可控硅t選用1a／400v的進(jìn)口單向可控硅100-6型，如負(fù)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(cè)量方法是：用r×1檔，將紅表筆接可控硅的負(fù)極，黑表筆接正極(如印制板圖所示)，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)表針有讀數(shù)，黑表筆馬上離開控制極k這時(shí)表針仍有讀數(shù)(注意觸控制極時(shí)正負(fù)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(jī)用的小話筒，它的測(cè)量方法是：用r×100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)說明該駐極體完好，擺動(dòng)越大靈敏度越高；光敏電阻選用的是625a型，有光照射時(shí)電阻為20k以下，無(wú)光時(shí)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(nèi)選用。其它元件按圖1所示的標(biāo)注即可。

三、樣品制作

　　準(zhǔn)備好全套元件后，用萬(wàn)用表粗略地(因出廠前已測(cè)量過)測(cè)量一下各元件的質(zhì)量，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：