楼道灯声控开关的研制.doc

肈膆芈袅羄膅莀蚈袀膄蒃袃螆芃薅蚆肅节芅葿羁芁莇蚄羇芀蕿蒇袃芀艿螃蝿艿莁薅肇芈蒄螁羃芇薆薄衿莆芆蝿螅莅莈薂肄莄蒀螇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂罿蒅虿螈羈薇袄肆羈芆蚇羂肇荿袂袈肆蒁蚅螄肅蚃蒈膃肄莃螃聿肃蒅薆羅肂薈螂袁肂芇薅螇肁莀螀肆膀蒂薃羂腿薄螈袈膈芄薁袃膇蒆袇蝿膆蕿虿肈膆芈袅羄膅莀蚈袀膄蒃袃螆芃薅蚆肅节芅葿羁芁莇蚄羇芀蕿蒇袃芀艿螃蝿艿莁薅肇芈蒄螁羃芇薆薄衿莆芆蝿螅莅莈薂肄莄蒀螇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂罿蒅虿螈羈薇袄肆羈芆蚇羂肇荿袂袈肆蒁蚅螄肅蚃蒈膃肄莃螃聿肃蒅薆羅肂薈螂袁肂芇薅螇肁莀螀肆膀蒂薃羂腿薄螈袈膈芄薁袃膇蒆袇蝿膆蕿虿肈膆芈袅羄膅莀蚈袀膄蒃袃螆芃薅蚆肅节芅葿羁芁莇蚄羇芀蕿蒇袃芀艿螃蝿艿莁薅肇芈蒄螁羃芇薆薄衿莆芆蝿螅莅莈薂肄莄蒀螇肀莄蚃蚀羆莃莂袆袂罿蒅虿螈羈薇袄肆羈芆蚇羂肇荿袂袈肆蒁蚅螄肅蚃蒈膃肄莃螃聿肃蒅薆羅肂薈螂袁肂芇薅螇肁莀螀肆膀蒂薃羂腿薄螈袈膈芄薁袃膇蒆袇蝿膆蕿虿肈膆芈袅羄膅莀蚈袀膄蒃袃螆芃薅蚆肅节芅葿羁芁莇蚄羇芀蕿蒇袃芀艿螃蝿艿莁 楼道灯声控开关的研制金陵中学高二(5)班 李晓闻指导老师：李康乐摘要本文从声电转化，晶体管放大微电流，触发可控硅，接通楼道灯这一原理出发，介绍了声控楼道开关的研制过程。关键词 声控，延时，可控硅，开关 楼道灯过去一直是采用手动开关控制，对于二层的楼道，可采用双刀双掷开关实现双向控制，对于多层楼道，该方法一般不便使用。于是常常出现上下楼后不能关闭前一盏灯，而造成长明灯，浪费了电能。近年来，出现了手动的延时关闭的开关，解决了这一问题。但该开关仍需要手动开启，仍不方便。笔者根据声电转化，晶体管放大微电流，触发可控硅，接通楼道灯这一原理研制了声控楼道开关。另外，还在电路中加入了光控电路，使楼道灯白天不会被接通。一实验部分 11工具与零部件 万用电表，电烙铁，螺丝起子，电工刀，剪刀，镊子，小电 钻，焊锡丝，松香，铜线，印刷电路板，三极管，电解电容器， 电阻器，小话筒，继电器，可控硅，音频变压器 12电路设计，装配及调试 121声电转化及晶体管音频电流放大器的设计 要实现声音对开关的控制，就必须使声控开关有一个控制信号的入口，该入口就是小话筒。声波传入话筒，转化成音频电流。但这种电流很小，不能够驱动可控硅通导，因此必须对此电流加以放大。参照有关文献1，设计的电路见图1。 图1 按图1把电路装配在印刷电路上，接上6 V直流电源，把万用表拨至电流挡，断开电阻贴的一端，把电流表串联其中，调节可变电阻R2，直至电流表读数约为1mA，把R3重新接好。断开音频变压器与晶体管 BG2集电极相联的一端，把电流表串联其中，调节可变电阻R4，直至电流表读数约为2mA。把一副耳机联接在音频变压器B1次极的1，2端。此时，可以从耳机中听到被放大的声音，犹如一个助听器。122光控电路 光控电路的作用是使声控开关在白天里不被接通。其电路很简单，只是在图1所示的电路中的晶体三极管BG1的基极与发射极间并接一只光敏电阻。其电路图见图2。 加上光敏电阻后，需重新调节可变电阻R2，使得光敏电阻R2被挡住光后， BG1的集电极电流仍为1mA。当有光照在光敏电阻R2上的电流大为减小，同时，在 B1处所接的耳机听到的声音也大为减小。 123电子开关电路 从音频放大器输出的信号是交流信号，不能够驱动继电器动作，为此必须加入继电器驱动电路。电子开关电路。参照有关文献2,设计的电路见图3。 图3124延时释放继电器电路 延时释放继电器电路的作用是使声控开关当声音消失后仍维持开关处于闭合状态一段时间，使楼道灯仍亮一段时间。参照有关文献L33，设计的电路见图4。125可控硅电路可控硅电路是最终控制电灯开关的电路。参照文献4，设计的电路见图5。12.6直流电源电路 直流电源电路提供前面各电路6V直流电源，其电路见图6.127控声开关总电路图 控声开关总电路图见图7。二讨论1声控开关对外界声音信号的敏感度由音频放大器的增益决 定，而音频放大器的增益又取决于BG1和BG2的电流大小。 改变BG1和BG2的基极电流，即可改变音频放大器的增益， 从而改变声控开关对声音信号的敏感度。调节 R2或 R4的大 小，使得声控开关在一定的环境噪声下不动作，而在一定的 声音信号下动作，从而开启电灯。2延时释放继电器的作用是在声音信号消失后，电灯不立即熄 灭，而维持一段指定的时间。改变R10或 C10均可改变延时的 长短。实验表明，当 C10为1000uf时，延时时间为30秒， 符合人们一般的要求。参考文献1上海业余工业大学编晶体管开关电路第一版北京：科学出 版社，1972，52上海开关厂业余航模组编初级无线电遥控模型飞机上海：上 海人民出版社，1975，83上海业余工业大学编晶体管放大与震荡电路第一版北京： 科学出版社，1971，34赵广涛编可控硅电源第一版人民邮电出版社，1982，12 袀莂薂螈肅芈薂袀袈膄薁薀肄肀蚀蚂袇莈虿螅肂芄蚈袇袅芀蚇蚇肀膆芄蝿羃肂芃袁腿莁节薁羁芇芁蚃膇膃莀螆羀聿莀袈螂莇荿薈羈莃莈螀螁艿莇袂肆膅莆薂衿肁莅蚄肅莀莄螆袇芆蒄衿肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁袃袄莃蒀薃腿艿葿蚅羂膅蒈螇膈肁蒈袀羁荿薇蕿螃芅薆蚂罿膁薅螄螂肇薄薄羇肃薃蚆袀莂薂螈肅芈薂袀袈膄薁薀肄肀蚀蚂袇莈虿螅肂芄蚈袇袅芀蚇蚇肀膆芄蝿羃肂芃袁腿莁节薁羁芇芁蚃膇膃莀螆羀聿莀袈螂莇荿薈羈莃莈螀螁艿莇袂肆膅莆薂衿肁莅蚄肅莀莄螆袇芆蒄衿肃膂蒃薈袆肈蒂蚁肁羄蒁袃袄莃蒀薃腿艿葿蚅羂膅蒈螇膈肁蒈袀羁荿薇蕿螃芅薆蚂罿膁薅螄螂肇薄薄羇肃薃蚆袀莂薂螈肅芈薂袀袈膄薁薀肄肀蚀蚂袇莈虿螅肂芄蚈袇袅芀蚇蚇肀膆芄蝿羃肂芃袁腿莁节薁羁芇