声光控开关设计与制作

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1、声 光 控 节 电 开 关 的 设 计 与 制 作 声 光 控 节 电 开 关 设 计 与 制 作指 导 教 师 ： 郝 延 春小 组 ： 第 六 组 设 计 题 目声 光 控 节 电 开 关 工 期 要 求整 个 项 目 在 16学 时 内 完 成 。 项 目 目 录 设 计 任 务 及 要 求 基 本 元 器 件 的 识 别 、 测 试 及 选 用 基 本 原 理 与 分 析 设 计 过 程 及 运 算 安 装 与 调 试 心 得 体 会 参 考 文 献 设 计 任 务 设 计 制 作 设 计 一 声 、 光 控 开 关 ， 满 足 ：在 白 天 或 光 线 较 亮 时 ， 节 电 开 关

2、 呈 关 闭 状态 。 光 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 、 说 话 声 、 掌 声 等 都 能 打 开节 电 开 关 。 延 时 一 段 时 间 后 开 关 自 动 关 闭 。下 一 次 有 触 发 时 再 次 打 开 开 关 。 该 开 关 适用 与 楼 道 、 厕 所 、 洗 刷 间 、 走 廊 等 公 共 场所 。 设 计 要 求 要 求 灵 敏 度 高 ， 感 应 距 离 为 3米 。 延 时 1-65S（ 可 调 ） 后 开 关 能 自 动 断 开 ，灯 灭 。

3、 灯 泡 有 220V市 电 供 电 。 也 可 接 100W以 下 的其 他 电 气 设 备 。 节 电 开 关 自 身 消 耗 小 于 0.5W。 给 定 条 件 给 出 电 路 图 、 要 求 安 装 设 计 实 用 产 品 、 声 控节 电 开 关 照 明 时 间 控 制 1分 钟 内 ， 整 个 电 路 采用 分 立 元 器 件 或 者 数 字 集 成 电 路 组 成 。 设 计 内 容 1 根 据 具 体 情 况 计 算 电 路 参 数 2 选 取 元 件 、 识 别 和 测 试 。 包 括 各 类 电 阻 、 电 容 、 电 感 、（ 稳 压 ） 二 极 管 、 三 极 管 和

4、可 控 硅 的 数 值 、 质 量 、 电 器 性能 的 准 确 判 断 3 根 据 实 际 外 壳 大 小 设 计 1： 1印 刷 板 布 线 图 4 设 计 制 作 印 刷 线 路 板 5 焊 接 、 调 试 电 路 设 计 要 求 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 4050秒 后 节 电开 关 自

5、动 关 闭 、 灯 灭 。 工 期 要 求 ： 整 个 项 目 在 16学 时 内 完 成 。 基 本 组 成 部 分 该 声 控 照 明 节 电 开关 电 路 原 理 方 框 ，由 话 筒 、 声 音 放 大 、倍 压 整 流 、 光 控 、电 子 开 关 、 延 时 和交 流 开 关 七 部 分 电路 组 成 。 声 控 照 明 节 电 开 关 电 路 原 理 图 电 路 基 本 原 理 电 路 原 理 ： 话 筒 MIC1和 VT1、 R1R3、 C1组 成 声 音 拾 取 放大 电 路 。 为 了 获 得 较 高 的 灵 敏 度 ， VT1 的 值 选 用 大 于 100。话 筒 MI

6、C也 选 用 灵 敏 度 高 的 。 R3不 宜 过 小 ， 否 则 电 路 容 易 产生 间 歇 振 荡 ， C2、 D1和 D2、 C3构 成 倍 压 整 流 电 路 。 把 声 音信 号 变 成 直 流 控 制 电 压 。 R4、 R5和 光 敏 电 阻 R11组 成 光 控 电路 。 有 光 照 射 在 R11上 时 ， 阻 值 变 小 ， 对 直 流 控 制 电 压 衰 减很 大 。 VT2、 VT3和 R7、 D3组 成 的 电 子 开 关 截 止 ， C4 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 R9

7、、 R10、 D4降 压 后 加 到 C3、 CW1（ 稳 压 管 ） 上端 。 C3为 滤 波 电 容 ， CW1为 稳 压 值 1215V的 稳 压 二 极 管 ，保 证 C3上 电 压 不 超 过 15V直 流 电 压 。 当 无 光 照 射 R11 时 ，R11 阻 值 很 大 ， 对 直 流 控 制 电 压 衰 减 很 小 ， VT2、 VT3等 组成 的 电 子 开 关 导 通 ， D3 也 导 通 ， 使 C4充 电 。 R8、 C5和 单向 可 控 制 MCR、 D5D8 组 成 延 时 与 交 流 开 关 。 C4通 过 R8 把 直 流 触 发 电 压 加 到 MCR控 制

8、 端 ， MCR导 通 ， 灯 泡 点 亮 。 灯泡 发 光 时 间 长 短 由 C4、 R8 的 参 数 决 定 ， 按 图 中 所 给 出 的 元 器 件 数 值 （ R8为 22K） ， 发 光 30秒 左 右 后 ， MCR截 止 ， 灯熄 灭 。 C5为 抗 干 扰 电 容 ， 用 于 消 除 灯 泡 发 光 抖 动 现 象 。 麦 克 风 麦 克 风 的 分 类 ： 动 圈 式 。驻 极 式 放 大 电 路 话 筒 MIC1和 VT1、 R1R3、C1组 成 声 音 拾 取 放 大 电 路 。为 了 获 得 较 高 的 灵 敏 度 ，VT1 的 值 选 用 大 于 100。话 筒

9、MIC也 选 用 灵 敏 度 高 的 。R3不 宜 过 小 ， 否 则 电 路 容易 产 生 间 歇 振 荡 。 倍 压 整 流 C2、 D1和 D2、 C3构 成倍 压 整 流 电 路 。 把 声 音 信号 变 成 直 流 控 制 电 压 。 光 敏 电 路 R4、 R5和 光 敏 电 阻 R11组 成光 控 电 路 。 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 。 。 延 迟 电 路 D4、 D5、 C5、 R8

10、、 KG1构成 延 时 控 制 电 路 。 通 过 对 C4的充 放 电 来 实 现 等 亮 的 时 间 长 短 。 C4通 过 R8 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 C4、 R8 的 参 数 决 定 电 子 开 关 VT2、 VT3等 组 成 的 电 子开 关 ， 当 R11无 光 照 射R11两 端 电 位 高 使 VT2饱和 导 通 ， R7产 生 高 的 电 位差 ， 使 VT3饱 和 导 通 。 交 流 开 关 单 向 可 控 制 MCR、D5D8 组 成 交 流 开 关 通过 MCR的 导

11、 通 来 控 制 灯 的亮 和 灭 。 涉 及 元 件 涉 及 元 件 ： 色 环 电 阻 光 敏 电 阻 电 解 电 容 开 关 二 极管 整 流 二 极 管 稳 压 二 极 管 晶 体 三 极 管 驻 极 话 筒 可 控 硅 灯 珠 工 具 仪 器 ： 电 烙 铁 模 拟 万 用 表 示 波 器 制 作 检 测 为 确 保 制 作 能 一 次 成 功 ， 所 有 元 器 件 都 要 认 真 检测 ， 判 别 元 器 件 是 否 完 好 。 最 容 易 分 不 清 二 极 管+、 -极 ， 三 极 管 E、 B、 C 极 位 置 。 特 别 注 意 可控 硅 检 测 。 制 作 注 意 事

12、项 1. 首 先 检 查 你 的 印 刷 电 路 是 否 设 计 正 确 ， 元 器 件 位 置 是 否安 装 正 确 。 特 别 是 话 筒 、 二 极 管 、 三 极 管 、 电 容 等 极 性 不要 装 错 。 2. 焊 接 质 量 尤 其 重 要 。 焊 接 时 间 较 长 易 损 坏 元 器 件 ， 焊 点处 理 是 否 合 理 ， 有 没 有 焊 接 点 短 路 、 虚 焊 、 多 余 管 脚 是 否剪 去 。 3. 制 作 过 程 中 必 需 听 从 实 训 老 师 电 子 制 作 按 排 和 要 求 。 遵守 纪 律 ， 注 意 用 电 安 全 ， 按 照 正 常 规 程 进

13、行 操 作 。 故 障 判 断 1。 元 器 件 安 装 后 ， 通 电 220v电 压 检 查 不 正 常 情 况 下 ： 检 查 元 器 件 是 否 安 装 正 确 。 2. 在 这 种 不 明 确 情 况 下 ， 可 以 不 通 交 流 电 ， 加 入 8V直 流 电 压 到 D4阳 极 ， 检 查 各个 三 极 管 工 作 电 压 。 1) VE = +6.8V（ VT3的 e极 电 压 ） 2) 检 查 电 子 开 关 是 否 正 常 。 将 万 用 表 电 压 档 测 可 控 硅 (MCR100-6)阴 阳 极 电 压 ，当 短 接 VT3的 e、 c极 ， 可 控 硅 (MCR1

14、00-6)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 23V左 右 ， 说 明 Mic话 筒 连 接 正 确 。 再 检 查 R11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 档 住 ， 测 量 VT3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

15、 没 有 声 音 后 又 变 为0。 以 上 各 项 测 试 是 正 常 工 作 时 的 电 压 变 化 情 况 ， 如 实 际 制 作 好 后 不 能 实 现 设 计 的 功能 ， 按 照 单 元 电 路 的 分 析 方 法 ， 分 步 查 找 原 因 。 安 装 及 调 试 A、 如 果 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 可 得 到 更 多 乐 趣 。 B、 由 于 本 电 路 使 用 220V交 流 ， 因 此 在 组 装 时 必 须 注 意 安 全

16、 。 当 然 为 安 全 起 见 在调 试 时 您 可 以 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 R9、 R10， 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 。 C、 接 好 6V电 源 ， 焊 接 好 MIC、 R1， 给 点 掌 声 则 在 A处 用 示 波 器 可 以 观 察 到 2mV左 右 的 电 压

17、 波 动 。 D、 焊 接 好 C1、 R2、 Q1、 R3， 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 。 E、 焊 接 好 R5、 R6、 R7、 Q2、 GMDZ ， 用 手 盖 住 光 敏 电 阻 ， 用 万 用 表 可 观 察 到C处 电 压 变 低 ， 放 开 双 手 ， 让 光 敏 电 阻 接 受 光 照 则 C处 电 压 又 上 升 。 F、 焊 接 好 D1、 D2、 C2、 C4、 R4， 使 光 敏 电 阻 不 受 光 （ 模

18、拟 夜 晚 ） ， 此 时 吹 个口 哨 、 放 声 唱 一 段 歌 ， 用 万 用 表 测 量 C处 可 以 看 到 指 针 在 摆 动 。 接 着 使 光 敏 电 阻受 光 （ 模 拟 白 天 ） ， 此 时 不 管 发 出 多 大 的 声 响 ， C处 一 值 保 持 在 6V左 右 。 G、 焊 接 上 Q3、 C5、 R8、 D5、 KG1、 电 珠 。 使 光 敏 电 阻 不 受 光 。 此 时 再 唱 一 段歌 ， 可 以 发 现 电 珠 亮 了 。 但 如 果 您 停 止 唱 歌 ， 而 灯 光 却 继 续 亮 ， 这 是 延 时 电 路 C5、R8在 发 挥 作 用 ， 过 一 段 时 间 后 灯 自 然 熄 了 。 再 唱 则 又 被 点 亮 。 H、 取 消 接 在 R9、 R10上 的 短 路 线 。 焊 接 上 R9、 R10。 接 上 220V电 灯 。 重 新 检测 有 无 其 他 异 常 情 况 。 确 认 安 全 后 接 上 220V市 电 试 试 。 参 考 文 献 电 工 电 子 技 术 基 础 、 豆 丁 网 、 百 度 心 得 总 结 通 过 对 本 项 目 的 制 作 任 务 情 况 组 长 ： 柴 新 宇 负 责 人 ： 鲁 虹 岩 组 员 ： 郝 亮 、 刘 诗 琦 、 代 俊 亮 、 饶 盖 夫 、 陈 宇 森 小 组 照 片