声光控节电开关的设计

一、设计题目：声光控节电开关

二、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。

三、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
　

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40~50秒后节电开关自动关闭、灯灭。

图1 是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。 下图声控照明节电开关电路原理图

电路原理：话筒MIC1和VT1、R1~R3、C1组成声音拾取放大电路。为了获得较高的灵敏度，VT1 的β值选用大于100。话筒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，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、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12~15V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、D5~D8 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。

设计印刷电路图： 在一块4×7cm 面积大小敷铜板设计印刷电路，

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(MCR100-6)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2~3V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。

以下照片是我们制作好后的声光控节电开关实物照片：

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