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公共樓道燈自動(dòng)啟閉電路
（作者未知） 2010/6/30
公共樓道燈自動(dòng)啟閉電路
一．摘要:本文從聲電轉(zhuǎn)化，晶體管放大微電流，觸發(fā)可控硅，接通樓道燈這一原理出發(fā)，介紹了聲控樓道開(kāi)關(guān)相關(guān)電路及其原理。
二．關(guān)鍵字： 聲控，光控，延時(shí)，開(kāi)關(guān)，節(jié)能
三、前言：
樓道燈過(guò)去一直是采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，對(duì)于二層的樓道，可采用雙刀雙擲開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)雙向控制，對(duì)于多層樓道，該方法一般不便使用。于是常常出現(xiàn)上下樓后不能關(guān)閉前一盞燈，而造成長(zhǎng)明燈，浪費(fèi)了電能。近年來(lái)，出現(xiàn)了手動(dòng)的延時(shí)關(guān)閉的開(kāi)關(guān)，解決了這一問(wèn)題。但該開(kāi)關(guān)仍需要手動(dòng)開(kāi)啟，仍不方便。筆者根據(jù)聲電轉(zhuǎn)化，晶體管放大微電流，觸發(fā)可控硅，接通樓道燈這一原理研制了聲控樓道開(kāi)關(guān)。另外，還在電路中加入了光控電路，使樓道燈白天不會(huì)被接通。從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
四、電路設(shè)計(jì)
4.1電路組成
聲光控電子開(kāi)關(guān)是一種利用聲、光雙重控制的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān),電路 由交流開(kāi)關(guān)，電子開(kāi)關(guān)，整形電路，檢波器，聲音放大電路組成。
4.2電路原理：
聲光控電路分為兩部分，光控電路和聲控電路，在白天光線強(qiáng)，開(kāi)關(guān)中的光控電路工作，將電路切斷；聲控是用人走動(dòng)時(shí)，腳步聲控制電路，將電路接通。兩個(gè)兩部分的控制相當(dāng)于兩個(gè)開(kāi)關(guān)串聯(lián)。從邏輯上來(lái)講，就是“光暗”和“腳步聲”是“與”的關(guān)系，滿(mǎn)足這兩個(gè)條件，電路接通，燈亮。這個(gè)“與門(mén)”輸出，去觸發(fā)一個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路，使單穩(wěn)電路動(dòng)作，接通燈的電源，燈亮。再經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)延，燈亮幾十秒鐘后，單穩(wěn)電路自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，故燈光聲光控開(kāi)關(guān)必須同時(shí)具備兩個(gè)條件,聲光才起作用。從聲光控開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)上分析,開(kāi)關(guān)面板表面裝有光敏二級(jí)管,內(nèi)部裝有柱極體話簡(jiǎn)。而光敏二極管的敏感效應(yīng),只有在黑暗時(shí)才起到作用（可用液晶萬(wàn)用表測(cè)得數(shù)值）。也就是說(shuō)當(dāng)天色變暗到一定程度,光敏二級(jí)管感應(yīng)后會(huì)在電子線路板上產(chǎn)生一個(gè)脈沖電流,使光敏二級(jí)管一路電路處在關(guān)閉狀態(tài),這時(shí)在樓梯口等處只要有響聲出現(xiàn),柱極體活簡(jiǎn)就會(huì)同樣產(chǎn)生脈沖電流,這時(shí)聲光控制開(kāi)關(guān)電路就連通起作用。因?yàn)楸仨氁䝼�(gè)條件同時(shí)存在,聲光控開(kāi)關(guān)才起作用,故叫與門(mén)電路。聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)的電路原理圖見(jiàn)圖1所示。
4.3元件選擇：
R1：120ka金屬膜電阻器；
R2、R3 ：47ka金屬膜電阻器；
R4：2.2mo金屬膜電阻器；
R5：1mo金屬膜電阻器；
R6：10ka金屬膜電阻器；
R7：470ka金屬膜電阻器；
R8：5.1mo金屬膜電阻器；
RG：625A光敏電阻;
BM: 拾音傳感器；
C1：耦合電容；
C2~C3：10u濾波電容；
VD1~VD5選用IN4001型硅整流二極管；
VT：9014場(chǎng)效應(yīng)晶體管；
IC：CD4011；
4.4電路設(shè)計(jì)：
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(mén)Vd 1～Vd4，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。顧名思義，聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)就是用聲音來(lái)控制開(kāi)關(guān)的“開(kāi)啟"，若干分鐘后延時(shí)開(kāi)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_(kāi)關(guān)的開(kāi)動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元，由此可畫(huà)出圖2所示的方框圖。結(jié)合圖2來(lái)分析圖1，聲音信號(hào)(腳步聲、掌聲等)由駐極體話筒bm接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)C1耦合到Vt的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號(hào)送到與非門(mén)(Vd1)的2腳，r4、r7是vt偏置電阻，C2是電源濾波電容。
為了使聲光控開(kāi)關(guān)在白天開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，即燈不亮，由光敏電阻rg等元件組成光控電路，r5和rg組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無(wú)光時(shí)，光敏電阻的阻值很大，rg兩端的電壓高，即為高電平間t=2πr8c3，改變r(jià)8或c3的值，可改變延時(shí)時(shí)間，滿(mǎn)足不同目的。vd3和vd4構(gòu)成兩級(jí)整形電路，將方波信號(hào)進(jìn)行整形。當(dāng)c3充電到一定電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)與非門(mén)vd3、vd4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開(kāi)關(guān)閉合；c3充滿(mǎn)電后只向r8放電，當(dāng)放電到一定電平時(shí)，經(jīng)與非門(mén)vd3、vd4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，完成一次完整的電子開(kāi)關(guān)由開(kāi)到關(guān)的過(guò)程。二極管vd1～vd4將交流220v進(jìn)行橋式整流，變成脈動(dòng)直流電，又經(jīng)r1降壓，c2濾波后即為電路的直流電源，為bm、vt、ic等供電。
4.5實(shí)際應(yīng)用及特點(diǎn)
在地球資源日漸衰竭的今日，環(huán)保、節(jié)能是當(dāng)今各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重心，尤其是需要消耗大量電力的照明產(chǎn)業(yè)，聲光控?zé)粲陕暪饪亻_(kāi)關(guān)和照明燈組合，智能的做到白天燈不亮，夜晚當(dāng)人走近時(shí)利用人發(fā)出聲音控制燈的開(kāi)啟，（未完，下一頁(yè)）
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