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[摘 要]顾名思义,声光控延时开关就是用声音信号和光信号来控制开关的“开启",若干分鐘后延时开关“自动关闭"。用声光控延时开关代替楼道上的照明灯开关,只有在楼道光线很暗,且楼道有人的脚步声或是别的声响时,楼道灯会自动点亮,提供照明;当人们离开或是楼道安静下来,楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天,即使有声音,楼道灯也不会亮,可以达到节能的目的。以集成电路cd4011为核心的声光控延时开关电路结构简单,工作可靠性高,本课题重点研究其结构与工作原理。
[关键词]声光控、延时、cd4011、原理、结构
中图分类号:Y631 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)48-0237-02
一、电路结构
声光控延时开关原理图
(一)电路组成方框图
(二)核心元器件
1、CD4011资料
柱极体话筒检测:将模拟式万用表拨至R×100档,两表笔分别接话筒两电极(注意不能错接到话筒的接地极),待万用表显示一定读数后,用嘴对准话筒轻轻吹气(吹气速度慢而均匀),边吹气边观察表针的摆动幅度。吹气瞬间表针摆动幅度越大,话筒灵敏度就越高,送话、录音效果就越好。若摆动幅度不大(微动)或根本不摆动,说明此话筒性能差,不宜应用。
晶闸管
晶体闸流管又名可控硅,简称晶闸管。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性,但它的导通时间是可控的,主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。晶闸管的实物外形、内部结构和电路符号如下图所示:
二、电路原理分析
1、电源部分:首先将市电220V\50HZ的交流电,经过由四个整流二极管VD1-VD4组成的桥式整流电路变成有效值200V左右的脉动直流电压,然后经过R7降压,C3滤波,最后经过V5稳压,得到8V的直流电压,供芯片CD4011、驻极体话筒BM等工作使用。
2、控制电路:(1)有光—无声的状态,光敏电阻RG在光照下电阻值很小,获得的压降很低,CD4011的1管脚获得低电平“0”;由于没有声音,所以驻极体话筒BM没有音频信号输出,与话筒相连的三极管没有工作在放大状态,与三极管C极相连的CD4011的1管脚保持低电平,所以CD4011的3管脚输出高电平“1”,而与3管脚相连的5、6管脚获得高电平“1”,则4管脚输出低电平“0”,低电平没法通过开关二极管(4148)V6.由于CD4011的8、9管脚与电阻R5相连后接地,所以8、9管脚保持低电平“0”
那么10管脚输出高电平“1”,11管脚输出低电平“0”,没法触发晶闸管导通,所以照明灯HL不亮。
有光—有声状态,光敏电阻受到光照,阻值很低,与之相连的CD4011的1管脚任然保持低电平“0”;驻极体话筒BM受到声压作用有音频信号输出,三极管VT将音频信号放大,CD4011的2管脚获得高电平“1”。但由于1管脚是低电平,所以3管脚任然输出高电平“1”,电路后部分的信号与“有光—无声”情况相同,所以11管脚任然保持低电平“0”,晶闸管没法导通,照明灯HL不亮。
无光—无声状态,跟“有光—无声”情况一样,由于驻极体话筒BM没有音频信号输出,三极管没有信号放大,与之相连的CD4011的2管脚保持低电平“0”,3管脚输出高电平“1”,导致11管脚任然保持低电平“0”,所以晶闸管不导通,照明灯HL不亮。
无光—有声状态,光敏电阻在无光条件下,电阻值很大,获得的压降很高,与之相连的CD4011的2管脚获得高电平“1”;驻极体话筒BM由于受到声压作用,输出音频信号,经电容C1耦合后送到三极管VT进行放大,与三极管C极相连的CD4011的1管脚因此获得高电平“1”,所以3管脚输出低电平“0”,与3管脚相连的5、6管脚获得低电平,4管脚输出高电平“1”,高电平通过VD6后输送到8、9管脚,与此同时,延时电路开始震荡,10管脚获得低电平“0”,则11管脚输出高电平“1”,触发晶闸管导通,照明线路接通,HL亮。
延时电路:由于声音信号瞬间消失后,CI1A和IC1B已无法为8、9管脚供电,这是延时电路的电容C2开始放电为其供电,当放电到一定值时又转为充电,但电容两端的电压不能突变,所以8、9管脚的电位会延时后才转为低电平“0”,致使11管脚输出低电平“0”,关断晶闸管,照明灯熄灭。
参考文献:
[1]吴平.基于红外声光控制延时开关的设计[J].自动化技术与应用,2014,33(4):110-111.
[2]曾建唐.电工电子基础实践教程[M].北京:机械工业出版社,2004.
[3]郭琼.声光控延时开关制作[J].考试周刊,2011(63):167-168.
[关键词]声光控、延时、cd4011、原理、结构
中图分类号:Y631 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)48-0237-02
一、电路结构
声光控延时开关原理图
(一)电路组成方框图
(二)核心元器件
1、CD4011资料
柱极体话筒检测:将模拟式万用表拨至R×100档,两表笔分别接话筒两电极(注意不能错接到话筒的接地极),待万用表显示一定读数后,用嘴对准话筒轻轻吹气(吹气速度慢而均匀),边吹气边观察表针的摆动幅度。吹气瞬间表针摆动幅度越大,话筒灵敏度就越高,送话、录音效果就越好。若摆动幅度不大(微动)或根本不摆动,说明此话筒性能差,不宜应用。
晶闸管
晶体闸流管又名可控硅,简称晶闸管。晶闸管也像半导体二极管那样具有单向导电性,但它的导通时间是可控的,主要用于整流、逆变、调压及开关等方面。晶闸管的实物外形、内部结构和电路符号如下图所示:
二、电路原理分析
1、电源部分:首先将市电220V\50HZ的交流电,经过由四个整流二极管VD1-VD4组成的桥式整流电路变成有效值200V左右的脉动直流电压,然后经过R7降压,C3滤波,最后经过V5稳压,得到8V的直流电压,供芯片CD4011、驻极体话筒BM等工作使用。
2、控制电路:(1)有光—无声的状态,光敏电阻RG在光照下电阻值很小,获得的压降很低,CD4011的1管脚获得低电平“0”;由于没有声音,所以驻极体话筒BM没有音频信号输出,与话筒相连的三极管没有工作在放大状态,与三极管C极相连的CD4011的1管脚保持低电平,所以CD4011的3管脚输出高电平“1”,而与3管脚相连的5、6管脚获得高电平“1”,则4管脚输出低电平“0”,低电平没法通过开关二极管(4148)V6.由于CD4011的8、9管脚与电阻R5相连后接地,所以8、9管脚保持低电平“0”
那么10管脚输出高电平“1”,11管脚输出低电平“0”,没法触发晶闸管导通,所以照明灯HL不亮。
有光—有声状态,光敏电阻受到光照,阻值很低,与之相连的CD4011的1管脚任然保持低电平“0”;驻极体话筒BM受到声压作用有音频信号输出,三极管VT将音频信号放大,CD4011的2管脚获得高电平“1”。但由于1管脚是低电平,所以3管脚任然输出高电平“1”,电路后部分的信号与“有光—无声”情况相同,所以11管脚任然保持低电平“0”,晶闸管没法导通,照明灯HL不亮。
无光—无声状态,跟“有光—无声”情况一样,由于驻极体话筒BM没有音频信号输出,三极管没有信号放大,与之相连的CD4011的2管脚保持低电平“0”,3管脚输出高电平“1”,导致11管脚任然保持低电平“0”,所以晶闸管不导通,照明灯HL不亮。
无光—有声状态,光敏电阻在无光条件下,电阻值很大,获得的压降很高,与之相连的CD4011的2管脚获得高电平“1”;驻极体话筒BM由于受到声压作用,输出音频信号,经电容C1耦合后送到三极管VT进行放大,与三极管C极相连的CD4011的1管脚因此获得高电平“1”,所以3管脚输出低电平“0”,与3管脚相连的5、6管脚获得低电平,4管脚输出高电平“1”,高电平通过VD6后输送到8、9管脚,与此同时,延时电路开始震荡,10管脚获得低电平“0”,则11管脚输出高电平“1”,触发晶闸管导通,照明线路接通,HL亮。
延时电路:由于声音信号瞬间消失后,CI1A和IC1B已无法为8、9管脚供电,这是延时电路的电容C2开始放电为其供电,当放电到一定值时又转为充电,但电容两端的电压不能突变,所以8、9管脚的电位会延时后才转为低电平“0”,致使11管脚输出低电平“0”,关断晶闸管,照明灯熄灭。
参考文献:
[1]吴平.基于红外声光控制延时开关的设计[J].自动化技术与应用,2014,33(4):110-111.
[2]曾建唐.电工电子基础实践教程[M].北京:机械工业出版社,2004.
[3]郭琼.声光控延时开关制作[J].考试周刊,2011(63):167-168.