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摘要：每当夜晚来临，同学们会发现，周围的楼道灯、走廊灯就亮了起来，一直到天亮。这样做，难免会浪费电力资源。因此，让学生尝试设计一种实用又节能的电子控制电路来克服这一现象，显得尤其重要。这样，既能让学生领会课内所学知识，又能提高学生的动手操作能力，理论和实践相结合，有利于培养学生的创新精神与创新能力。
关键词：声光控制；延时；节能；创新；教学
自欧盟公布“封杀白炽灯”后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局。2011年11月4日，国家发改委等多部门联合召开新闻发布会，正式公布从2012年10月1日起中国将禁止进口和销售100瓦及以上普通照明白炽灯。且到2016年10月1日，普通白炽灯将彻底退出市场。因此，环保节能荧光灯是白炽灯的替代者。但楼道照明，却限制了荧光灯的使用。因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命，且公共场所和居民住区的公共楼道普遍使用机械手动开关，还由于各种原因往往出现许多灯泡点亮时间长的现象。所以，灯的使用寿命短，浪费电量，给国家、单位、个人造成经济上的损失。加之频繁开关，机械开关的损失率很高，事故隐患增多。而声光控开关，既改变了以往的频繁手动，又减少了许多安全隐患，安全节电，使开关与灯泡的寿命变长，因此得到了广泛使用。
本次设计主要通过声光控延时电路，实现白天光照好时断电，而夜晚的时候，通过人走动时发出的声音震动来实现灯亮，延时一段时间后灯自动熄灭的目的。这样，既可以方便人们的需求，也实现节能环保的目的，同时，还可以延长灯的寿命。
一、电路设计制作与调试
（1）设计分析。声光控节能开关在白天或光线较亮时，开关呈关闭状态，灯不亮；夜间或光线较暗时，开关处于预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过一段时间的延时，开关自动关闭，灯灭。这种声光控节能开关不仅适用于住宅的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，能节电、延长灯泡使用寿命，能给人们的生活带来很多的方便，受到广泛的应用。
（2）原理分析。声光控延时开关的电路原理如下所述：MIC→音频放大→倍频整流→光敏电路→控制电路→延时电路与电子开关。声音信号（如脚步声、说话声等）由驻极话筒接收并转换成微弱的电信号，该信号经过三极管进行放大，放大的信号再经倍频整流和光控电路处理，再经执行机构直接控制负载，实现控制灯亮的目的。同时，还能通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短。
白天当光线照射到光敏电阻上时，其通过感应使电路封锁声音通道，使声音信号不能通过，则灯泡不受声音控制，即声控传感器暂时失去作用，灯泡不亮。夜间或光线较暗时，光敏电阻因无光照呈低阻，经感应使声音通道开通，当有人走动或有人谈话时，通过声控传感器的感应，使得灯泡自动点亮。达到内部设定的时间后，灯泡自动熄灭。
（3）设计方案。本电路的原理图如图所示（因篇幅所限，图略）。电路中的主要器件使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门，使电路结构简单，工作可靠性高。220v的市电经过桥式整流后经R1降压和c2滤波后给IC（CD4011）和扬声器供电。白天有光照时，RG呈低阻状态，IC输出低电平，晶闸管为低电平，不导通，灯不亮。当夜晚到来时，光敏电阻因无光照而呈高阻状态，CD4011的1脚是高电平，若此时有脚步声或拍手声，则该声音信号经声音接收器MIC转换成电信号后，再经电容器C1加到VT的基极，使VT截止，CD4011的2脚由低电平变成高电平。CIM011的3脚就会输出低电平，4脚和11脚变为高电平，使VT受触发而导通，灯亮。同时，CD4011第4脚输出的高电平经VD5对延时电容器c3进行充电。当声音信号消失后，VT又恢复为导通状态，CD4011的2脚又变为低电平，3脚变为高电平，4脚变为低电平，VD5截止，C3开始对CD4011的8、9脚进行放电，使CD4011的11脚仍维持高电平，VT仍维持导通，灯泡持续点亮。当c3放电结束后，CD4011的8脚、9脚和11脚均仍变为低电平，使VT截止，灯泡熄灭。这样，就可以实现光线强的情况下，即使有足够的声音信号，灯泡也不工作；而在光线弱的情况下，可以通过声音信号来控制灯泡自动工作，并适当持续一段时间。灯亮的时间，由延时电路R8和C3值的大小决定。改变R8或C3的值，我们就可以改变灯亮延时时间。
（4）调试。首先，先将焊好的电路板对照电路图认真检查一遍，看是否存在虚焊、漏焊、短路、碰线等焊接的错误。若无，则接通电源。通电后，人体绝对不能接触电路板，以防触电，一定要注意安全。然后在强光下，给扬声器一个声音信号（如拍手声、跺脚声），观察灯泡的亮灭情况。若灯亮了，则检查一下元器件是否有断线、碰线、烧焦、脱焊、漏焊现象；看一下电路板上元器件有无发出焦味，是否有过热的情况发生。再用万用表测量电路中各点对地的电阻以及元器件的阻值，据此电压值判断故障。若无问题，再用手遮住光敏电阻，发出声响，看灯是否亮。若亮了，观察它到底能够亮多长时间。
二、元件清单
制作所需要的元件清单如下：
结语：学生利用所学的电子方面的知识，将电子元件的各种特性有机结合起来，组成一个声光控电路，具有安装方便、工作稳定、实用性强的特点，适合一些电子爱好者去尝试。在实际制作过程中，既能让学生深刻地领会课内所学的知识，又能提高学生的动手操作能力，学以致用，有利于培养学生的创新精神与创新能力。
关键词：声光控制；延时；节能；创新；教学
自欧盟公布“封杀白炽灯”后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局。2011年11月4日，国家发改委等多部门联合召开新闻发布会，正式公布从2012年10月1日起中国将禁止进口和销售100瓦及以上普通照明白炽灯。且到2016年10月1日，普通白炽灯将彻底退出市场。因此，环保节能荧光灯是白炽灯的替代者。但楼道照明，却限制了荧光灯的使用。因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命，且公共场所和居民住区的公共楼道普遍使用机械手动开关，还由于各种原因往往出现许多灯泡点亮时间长的现象。所以，灯的使用寿命短，浪费电量，给国家、单位、个人造成经济上的损失。加之频繁开关，机械开关的损失率很高，事故隐患增多。而声光控开关，既改变了以往的频繁手动，又减少了许多安全隐患，安全节电，使开关与灯泡的寿命变长，因此得到了广泛使用。
本次设计主要通过声光控延时电路，实现白天光照好时断电，而夜晚的时候，通过人走动时发出的声音震动来实现灯亮，延时一段时间后灯自动熄灭的目的。这样，既可以方便人们的需求，也实现节能环保的目的，同时，还可以延长灯的寿命。
一、电路设计制作与调试
（1）设计分析。声光控节能开关在白天或光线较亮时，开关呈关闭状态，灯不亮；夜间或光线较暗时，开关处于预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过一段时间的延时，开关自动关闭，灯灭。这种声光控节能开关不仅适用于住宅的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，能节电、延长灯泡使用寿命，能给人们的生活带来很多的方便，受到广泛的应用。
（2）原理分析。声光控延时开关的电路原理如下所述：MIC→音频放大→倍频整流→光敏电路→控制电路→延时电路与电子开关。声音信号（如脚步声、说话声等）由驻极话筒接收并转换成微弱的电信号，该信号经过三极管进行放大，放大的信号再经倍频整流和光控电路处理，再经执行机构直接控制负载，实现控制灯亮的目的。同时，还能通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短。
白天当光线照射到光敏电阻上时，其通过感应使电路封锁声音通道，使声音信号不能通过，则灯泡不受声音控制，即声控传感器暂时失去作用，灯泡不亮。夜间或光线较暗时，光敏电阻因无光照呈低阻，经感应使声音通道开通，当有人走动或有人谈话时，通过声控传感器的感应，使得灯泡自动点亮。达到内部设定的时间后，灯泡自动熄灭。
（3）设计方案。本电路的原理图如图所示（因篇幅所限，图略）。电路中的主要器件使用了数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门，使电路结构简单，工作可靠性高。220v的市电经过桥式整流后经R1降压和c2滤波后给IC（CD4011）和扬声器供电。白天有光照时，RG呈低阻状态，IC输出低电平，晶闸管为低电平，不导通，灯不亮。当夜晚到来时，光敏电阻因无光照而呈高阻状态，CD4011的1脚是高电平，若此时有脚步声或拍手声，则该声音信号经声音接收器MIC转换成电信号后，再经电容器C1加到VT的基极，使VT截止，CD4011的2脚由低电平变成高电平。CIM011的3脚就会输出低电平，4脚和11脚变为高电平，使VT受触发而导通，灯亮。同时，CD4011第4脚输出的高电平经VD5对延时电容器c3进行充电。当声音信号消失后，VT又恢复为导通状态，CD4011的2脚又变为低电平，3脚变为高电平，4脚变为低电平，VD5截止，C3开始对CD4011的8、9脚进行放电，使CD4011的11脚仍维持高电平，VT仍维持导通，灯泡持续点亮。当c3放电结束后，CD4011的8脚、9脚和11脚均仍变为低电平，使VT截止，灯泡熄灭。这样，就可以实现光线强的情况下，即使有足够的声音信号，灯泡也不工作；而在光线弱的情况下，可以通过声音信号来控制灯泡自动工作，并适当持续一段时间。灯亮的时间，由延时电路R8和C3值的大小决定。改变R8或C3的值，我们就可以改变灯亮延时时间。
（4）调试。首先，先将焊好的电路板对照电路图认真检查一遍，看是否存在虚焊、漏焊、短路、碰线等焊接的错误。若无，则接通电源。通电后，人体绝对不能接触电路板，以防触电，一定要注意安全。然后在强光下，给扬声器一个声音信号（如拍手声、跺脚声），观察灯泡的亮灭情况。若灯亮了，则检查一下元器件是否有断线、碰线、烧焦、脱焊、漏焊现象；看一下电路板上元器件有无发出焦味，是否有过热的情况发生。再用万用表测量电路中各点对地的电阻以及元器件的阻值，据此电压值判断故障。若无问题，再用手遮住光敏电阻，发出声响，看灯是否亮。若亮了，观察它到底能够亮多长时间。
二、元件清单
制作所需要的元件清单如下：
结语：学生利用所学的电子方面的知识，将电子元件的各种特性有机结合起来，组成一个声光控电路，具有安装方便、工作稳定、实用性强的特点，适合一些电子爱好者去尝试。在实际制作过程中，既能让学生深刻地领会课内所学的知识，又能提高学生的动手操作能力，学以致用，有利于培养学生的创新精神与创新能力。