常見的聲光控開關(guān)的電路組成以及工作原理解析

隨著社會的發(fā)展，人們的生活也變得越來越豐富，更多的電子設(shè)備讓我們的生活越來越便捷，就像傳統(tǒng)的電燈開關(guān)也可以用聲光控制電子開關(guān)來代替，解放了我們?nèi)祟惖碾p手。

聲光控制電子開關(guān)具有聲音信號和光信號控制功能，當(dāng)有光照射時，開關(guān)電路處于關(guān)閉狀態(tài)，而當(dāng)光信號比較弱時，開關(guān)電路受聲音信號的控制，使用這種開關(guān)，人們不必在黑暗中摸索開關(guān)，也不必?fù)?dān)心點長明燈費電和損壞燈泡，夜間只要有腳步聲，燈便自動點亮，延時一分鐘左右后自動熄滅。特別適用于自動控制路燈照明及走廊和樓道等片的短時照明。

調(diào)試前，先將焊好的電路板對照印刷電路圖認(rèn)真核對一遍，不要有錯焊、漏焊、短路、元件相碰等現(xiàn)象發(fā)生。通電后，人體不允許接觸電路板的任一部分，防止觸電，注意安全。如用萬用表檢測時，只用將萬用表兩表筆接觸電路板相應(yīng)處即可。

電路組成及工作原理

1、電路組成

電路主要由以下幾部分組成。

(1)、聲音信號輸入電路。由話筒MIC、電阻R1.、R2、R3、電容C1和三極管T1組成。聲音信號經(jīng)話筒MIC轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)C1耦合至T1放大，最后由T1的集電極輸出并送入集成電路IC1的2腳。

(2)、光信號輸入電路。由電阻R4和光敏電阻Rg組成。光的強弱經(jīng)光敏電阻Rg轉(zhuǎn)換為高、低電平后送入集成電路IC1的1腳。

(3)、橋式整流電路。由二極管D2、D3、D4、D5組成。其功能是將220V的交流市電轉(zhuǎn)換為脈動直流電壓。

(4)、降壓濾波電路。由電阻R5、R6和電容C2組成。其功能是對橋式整流電路輸出的脈動直流電壓進行降壓濾波，獲得10V左右的直流電壓，作為控制電路的直流電源。

(5)、延時電路。由二極管D1、電阻R8和電容C3組成。延時時間由R8和C3決定，按圖中所示參數(shù)值可延時約60～70S。二極管D1起隔離作用。

(6)、控制電路。由集成電路IC1、電阻R7和雙向可控硅T2組成，其作用是控制開關(guān)的通斷。這里雙向可控硅T2起開關(guān)作用。集成電路IC1是整個電子開關(guān)的核心元件，型號為.TC4011BP。它是四-二輸入與非門集成電路。其中1、2腳和3腳分別為與非門1的輸入和輸出端;5、6和4腳分別為與非門2的輸入和輸出端;8、9和10腳分別為與非門3的輸入和輸出端;12、13和11腳分別為與非門4的輸入和輸出;7和14腳分別是接地和電源腳。在該電路中與非門1和與非門2組成聲音信號和光信號與邏輯電路;與非門3、與非門4和電阻R7組成觸發(fā)電路。

(7)、負(fù)載。由白熾燈EL組成，最大可接100W。

本電路調(diào)試時請先將光敏電阻的光擋住，將ab分別接在電燈的開關(guān)位上，用手輕拍駐極體，這時燈應(yīng)亮，若用光照射光敏電阻，再用手重拍駐極體，這時燈不亮，說明光敏電阻完好，這時即告本套件制作成功。若不成功請仔細(xì)檢查有無虛假錯焊和拖錫短路現(xiàn)象。

2、電路工作原理

220V交流電通過白熾燈EL后，經(jīng)D2、D3、D4、D5橋式整流電路把交流電壓變?yōu)槊}動直流電壓，由R5和R6分壓、C2濾波，獲得10V左右的直流電壓，作為控制電路的工作電源，這時通過白熾燈EL的電流小于2mA，所以白熾燈不會發(fā)光。電阻R4和光敏電阻Rg串聯(lián)分壓，當(dāng)有光照射光敏電阻Rg時，它呈低阻狀態(tài)，即IC1的1腳(與非門1的光信號輸入端)為低電平，此時聲音信號被屏蔽(不起作用)，與非門1的輸出即IC1的3腳為高電平。與非門1的3腳輸出端接與非門2的5、6腳輸入端，所以與非門2的4腳輸出為低電平。此時二極管D1截止，觸發(fā)電路無觸發(fā)信號，雙向可控硅T2截止，白熾燈EL熄滅。當(dāng)無光照射時，光敏電阻Rg呈高阻狀態(tài)，即IC1的1腳(與非門1的光信號輸入端)為高電平，與非門1打開，聲音信號可以輸入。

晚上聲音小時白熾燈EL不亮，當(dāng)聲音很大時燈才亮。這是聲音信號輸入電路靈敏度降低所致。其原因可能是話筒MIC靈敏度降低、電容C1容量減小、三極管T1、電阻R2、R3等元件參數(shù)改變等等。檢修時，可適當(dāng)減小電阻R1的阻值以提高MIC的靈敏度。增大電阻R2和減小電阻R3的阻值，以降低三極管T1的靜態(tài)工作點。也可用一個等值電容與C1并聯(lián)，觀察效果是否改變等方法，提高聲音輸入電路的靈敏度。

話筒MIC和電阻R1將外界的聲音信號變成電信號。在外界無聲的情況下，三極管T1處于飽和狀態(tài)，使與非門1的輸入端即IC1的2腳(與非門1的聲音信號輸入端)為低電平，與非門1的輸出即IC1的3腳為高電平。最終使與非門2的輸出4腳為低電平，白熾燈EL熄滅。若外界有聲音，三極管T1將出現(xiàn)反復(fù)飽和、截止，使與非門1的2端反復(fù)出現(xiàn)高、低電平的轉(zhuǎn)換過程。若與非門1的兩個輸入端有一個為低電平時，與非門2便輸出低電平，只有當(dāng)與非門1的兩個輸入端都為高電平時，與非門2才輸出高電平。

晚上白熾燈EL經(jīng)常誤觸發(fā)而發(fā)光。這一般是聲音信號輸入電路靈敏度太高所致。檢修時對該部分電路的元件與上述(1)進行相反調(diào)整。

當(dāng)與非門2輸出高電平時，通過隔離二極管D1給電容C3充電，當(dāng)C3充電電壓達(dá)到與非門3的閾值電平時，使與非門4輸出高電平，通過電阻R7觸發(fā)雙向可控硅T2使其導(dǎo)通，主回路便有較大的電流通過白熾燈EL使其發(fā)光。T2導(dǎo)通后，由于沒有了聲音信號，與非門1的輸入端IC1的2腳很快變?yōu)榈碗娖?，從而使與非門2輸出為低電平。但延時電路的電容C3通過電阻R8放電，經(jīng)過大約1分鐘的時間下降到與非門3的閾值電平以下，使與非門4輸出低電平，當(dāng)交流電過零點時，T2自動關(guān)斷，白熾燈EL熄滅。因此，白天白熾燈EL不亮，只有到了晚上話筒MIC接收到聲音信號時，才能產(chǎn)生觸發(fā)信號，使雙向可控硅T2導(dǎo)通，白熾燈EL發(fā)光，延時一段時間后白熾燈EL自動熄滅。

白天有聲音時白熾燈EL便亮。這是光信號輸入電路的故障。檢修時，檢查光敏電阻Rg是否接收光線不足，可采用清除光敏電阻Rg處灰塵，檢查光敏電阻Rg的位置是否正確，光敏電阻Rg是否開路，適當(dāng)增大電阻R4的阻值，降低與非門1的1端輸入電平等辦法加以解決。

以上就是聲光控制電子開關(guān)的組成原理的詳細(xì)介紹，需要電子工程師設(shè)計人員在實際工作中不斷積累經(jīng)驗，這樣才能設(shè)計出更好的產(chǎn)品，為我們?nèi)祟悗砀蟊憷?