电工电子实训指导书

电工电子设计及实训指导书声光双控延时灯开关程勇编广东科学技术职业学院

声光双控延时灯开关一、设计任务及重要技术性能指标和规定、：1.技术指标（1）具有光控功能，白天光线较亮，虽然有声音路灯也不亮，光线较暗，有声音时路灯点亮。（2）具有声控功能，晚上光线较暗，有声音时路灯点亮，声音消失后延长照明一段时间后自动熄灭3.装配成的光控延寿节电灯开关，一般不必对电路作任何调试，便可使用。如嫌光控敏捷度不够（或过强），可通过合适减少（或增大）电阻R5的阻值来加以调整。如电灯H工作时实测交流电压不不小于（或不小于）160V太多，可通过合适减少（或增大）电阻R2的阻值来加以调试。该光控延寿节电灯开关适合控制220V、15W至550W的一般白炽灯泡，它的接线措施与一般机械开关相似，完全符合电工“火线（相线）接开关，地线（零线）进灯头，接通开关和灯头”的照明电灯接线原则。实际应用时，只需要把开关的两个接线桩X1与X2不分次序串入照明灯相线一侧回路即可。但需要注意的是，开关安装位置应有所讲究，应避开风雨侵蚀和灯光直射处，选择在感受自然光良好的地方固定。二、方案设计与论证方案一:=1\*GB3①电路图：=2\*GB3②电路原理：1．

D2～D5构成桥式电路，在U1D输出端为低电平时，可控硅SCR不导通，电灯LAMP无电流通路不会点亮。只有在U1D输出端为高电平时，可控硅SCR1导通时，电灯LAMP才会点亮。2．

D2～D5、R7、DW、C3构成稳压二极管稳压电路产生7.5V直流电压给控制电路供电。3．

控制电路由三极管9013、COMS电路四与非门CD4011等元件构成。声电转换器MIC将声音转换成电信号、光敏电阻MG45受光线控制变化其阻值的大小（光强电阻变小）。C2、R5构成亮灯延时电路，时间常数＝R5×C2。=3\*GB3③电路安装注意事项：电路板与220V高压连接在一起，在接220交流电时，必须接上灯泡（220V、25W即可）。并且要尤其注意防止触电。方案二:=1\*GB3①电路的工作原理声光控延时开关的电路原理图见图1所示。电路中的重要元器件是使用了数字集成电路CD4011。其内部具有4个独立的与非门D1～D4，电路构造简朴。可靠性高。

顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“启动”，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后．变为电子开关的开关动作。明确了电路的信号流向后，即可根据重要元器件将电路划分为若干个单元。由此可画出图2所示的方框图。结合图2来分析图1。声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒BM接受并转换成电信号，经C1耦合到D3进行电压放大，与非门D3此时是一种放大电路，放大的信号送到R3的一端。R3、R4构成分压电路，并接到控制门D4的13脚，作为声控信号。当有声音信号时，IC的10脚为高电平“1”，则R3、R4的中间分压为低电平“0”，即控制门D4的13脚为低电平。

为了使声光控开关在白天开关断开，即由光敏电阻RG等元件构成光控电路。R6和RG构成串联分压电路，夜晚无环境光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，则与非门D1的1脚为高电平“1”。通过与非门D1则为低电平“0”。再通过二极管D1输入到控制门D4的13脚，也为低电平“0”。使声光控电路工作具有了光控条件。白天较强的环境使RG的阻值很小。RG两端的电压几乎为0，即为低电平“0”，则与非门D1的1脚为低电平“0”，使声光控电路不具有光控条件，电子开关处在断开状态。

当夜晚．同步又有外界声音信号时，控制门(与非门)D4的输入端，有一端为低电平“0”，输出为高电平“1”。使单向可控硅导通，电子开关闭合；同步给C3充电，C3和R5构成延时电路．延时时间T=2πR5C3，变化R5或C3的值，可变化延时时间，满足不一样的延时规定，C3充斥电后只向R5放电，当放电到一定电平时，与非门D2的输入端5、6脚为低电平，输出为高电平．与非门的12脚为高电平“1”，同步没有声音信号时与非门的13脚也为高电平“1”，与非门D4，的两个输入端为高电平，则它的输出为低电平“0”，使单向可控硅截止。电子开关断开。完毕一次完整的电子开关由开到关的过程。

二极管VD1-VD4将交流220V进行桥式整流．变成脉动直流电。又经R9降压，C4滤波后即为电路的直流电源，为BM、IC等供电。

二、元器件的选择

IC选用CMOS数字集成电路CD4011，CD4011有四个独立的与非门电路，内部功能见图3，Vss是电源的负极，VDD是电源的正极。可控硅T选用1A／400V的进口单向可控硅1006型，如负载电流大可选用3A、6A、10A等规格的单向可控硅，它的测量措施是：用RX1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，这时表有读数，黑表笔立即离开这时表仍有读数(注意触控制极时正负表笔是一直连接的)阐明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量措施是：用RX100档将红表笔接外壳的S、黑表笔接D，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动阐明该驻极体完好，摆动越大敏捷度越高；光敏电阻选用的是625A型，有光照射时电阻为20K如下，无光时电阻值大干100MΩ，阐明该元件是完好的。二极管采用一般的整流二极管1N4001～1N4007。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其他元件按图1所示的标注即可。三、安装制作

对照元件清单买到电子元器件后，首先对照材料清单将各材料认真清点一遍，并用万用表粗略地(因出厂前已测量过)测量一下各元件，做到心中有数。

焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的对的。否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。四、电路原理图和PCB板图及阐明（Protel99版）1、总原理图2、PCB图五、重要器件的技术资料：1、CD4011B重要参数：CD4011四2输入端与非门HIT/TI2、可控硅MCR100-6参数：MCR100-6单向可控硅特点,先进的玻璃钝化芯片、具有敏捷的控制极触发电流，通态压减少。用途广泛应用于多种万能开关器、小型马达控制器、彩灯控制器、漏电保护器、灯具继电器鼓励器、逻辑集成电路驱动、大功率可控硅门极驱动、摩托车点火器等线路功率制。杰宝莱科技供应定做充电器专用可控硅!产品类别:单向可控硅-SCRs器件型号MCR100-6封装形式:TO-92Package→脚位排列:C-G-A重要参数:电流-IT(RMS):0.8A电压-VDRM:≥400V触发电流:IGT:10~30µAIGT:30~60µA元件品牌,型号MCR100-6电流0.8（A）电压400（V）触发电流10-30/30-60m（A）结温110（℃）.六、方案中所用元器件清单或应用程序清单；1．元件清单元件序号型号重要参数数量备注R115kΩ1R23MΩ1R3510KΩ1R4220KΩ1R53.3MΩ1R630kΩ1R718kΩ1R8160kΩ1C10.1цf1C222цf1C347цf1A(Ⅰ～Ⅵ)CD4011四2输入端与非门HIT/TI1VD1IN40071VD2IN40071VD3IN40071VD4IN40071VD5IN41481VSMCR100-61T1VT90141BCM18-W1七、安装与调试调试前，先将焊好的电路板对照电路图认真查对一遍，不要有错焊、漏焊、短路等现象发生。通电后，人体不容许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。如用万用表检测时，将万需表两表笔接触电路板对应处即可。

本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将AB分别接在电灯的开关位上，用手轻拍驻极体，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮。阐明光敏电阻完好，这时表达制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。焊接好的电路板可装入体积合适的绝缘小盒内，亦可安装在通过改造后的86系列或75系列壁式开关盒内。注意在盒面板为话筒B开出受音孔、为光敏电阻器RL开出感光孔。通过变化电阻器R2的阻值，可调试声控敏捷度；通过变化电阻器R4的阻值，可调整光控敏捷度；通过变化电阻器R5的阻值或电容器C2的容量，