声光双控节电灯的制作与实训

2015-01-24 11:51
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一、工作原理

　利用一块时基电路及少数外围元件可能组成声光双控节电灯。白天，由于光线照射，该灯始终处于关闭状态，一到晚上，该灯只要收到一个猝发声响(如脚步、击掌声)，灯就自动点亮，而后延迟一段时问又会自行熄灭，达到节电的目的。装置省去了能耗大、笨重、极易产生热量的电源变压器，具有结构简单、自耗电轻微、性能稳定、灵敏度高、通用性强的特点。
图9一1为声光节电灯的电路原理图，压电陶瓷片对猝发声响有极为敏感的特性，本电路用它作为声电换能元件，该电路由电压部分、声电转换及放大部分、单稳态延时部分和光控部分组成。　

　　　　　　　　　　　　　　图9-1声光节电灯电路原理图
　　C1、R l、VD、VS及C2组成电源电路，交流市电经C1电容降压，VD整流，VS稳压后，再由C，滤波后供给整个电路工作。电路采用电容降压，与使用变压器相比，不但缩小了体积，杜绝了噪声，而且也减小了电路能耗。声控元件采用压电陶瓷片HTD，它将声响信号转换为相应的电信号后，通过C3耦合至V1、V2组成的直耦式双管放大器进行放大。该放大器由R2、RPl提供偏流，调节RP1，可改变放大器的增益，用以控制声控灵敏度。R4为直流负反馈电阻，用来稳定工作点，C4为交流旁路电容，用以补偿放大器的交流增益，R3为放大器的输出直流负载电阻，放大后的负脉冲信号经C5去触发由555集成块组成的单稳态延时电路，达到控制负载的目的。
　　单稳延时部分用一块555时基集成电路，R6与C6组成延时回路，延时时间

。稳态时，555集成块3脚输出端为低电平，当其2脚触发端得到一负脉冲触发信号时，电路即进入暂态，输出端3脚立刻翻转为高电平、触发双向晶闸管VT导通，灯泡EL发光。此后，电源经R6向C6充电，当C6端电位升至约2/3VCC时，电路又自动回复到初始稳定状态，3脚恢复低电平，可控硅因失去触发电路而关断，灯泡熄灭，控制电路暂态结束，进入稳态，等待下一次触发脉冲。图中R5和RP2组成分压电路，为集成块的触发端提供一个开门阈值电平，调节RP2，使触发端2脚的电压略大于 1/3Vcc，迫使3脚输出低电平。当2脚一旦出现负脉冲信号时，单稳态电路即动作，适当调节RP2，也可改变控制灵敏度。
　　在白天，由于光照度较强，V4的e-c间呈现低阻态，为V3提供了一个较大的偏置电流，使其饱和导通。此时，V3的集电极即555集成块的强制复位端4脚被强制为低电平，555集成块处于复位状态，使其输出端3脚恒为低电平，双向晶闸管无触发电流而关断，灯泡EL不亮。因此，白天不管声控信号如何增强，555集成块的3脚始终为低电平，VT关断，达到白天停止照明的目的。晚间，由于光线明显减弱，V4因无光照而使e—c间呈高阻状态，使V3截止，555集成块强制复位端4脚为高电平、555集成块退出复位状态，电路可受控制。改变R9的值，可以控制光控灵敏度。
　　二、元件的选择
　　表9一1给出了元器件的名称、型号和参数，以供参考。

表9-1元器件的名称、型号和参数

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三、安装、调试与检测
　　1)按图9-2正确安装元器件。
　　2)焊接时电路555时，宜将电烙铁的插头拔掉，利用作热焊接。焊装完毕确认无误后即可通电调试。
　　3)由于装配电路带市电，因此调试时要十分小心，以防触电。通电后，测得C2两端的直流电压应有8～10V左右，这表明电源部分工作正常，方可进行其它部分的调试。
　　4)调试单稳延时部分：断开V4和电容C5，使光控和声控制分脱开，接着将RP2大约旋至中间位置，使555时基电路触发端大约处在1／2 VDD左右，并用一个10kQ左右电阻并联在R6两端，以缩短延时时间。电源接通时，由于控制端6、7脚初始通电时为低电平，输出端3脚应为高电平，晶闸管导通，灯泡EL亮；约数秒钟后，灯泡EL自灭，表示延时部分工作正常。然后，手握镊子或螺钉旋具小心碰触555集成块的2脚，EL应立即发光，而后延时熄灭，适当调节RP2，直到动作正常为止(注意谨防触电)。一般，只要使555集成块的第②脚电压大于l／3 Vcc即可正常工作。
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　图9一2声光双控节电灯装配电路图　5)调试声控放大部分：接上C5，RPl调到中间位置，通电后先用一器具轻轻敲击陶瓷片，灯泡应发光，然后延时自灭。接着击掌，灯泡应亮1次，延时自灭。再拉距调试，细心调节RPl、RP2直到满意为止。调节上述两电位器，灵敏度**高时，其控制距离可达8m，为了保险起见，灵敏度调在5m位置**合理。
　　6)调进节光控部分：接上V4，使受光面受到光照，接通电源，测量V3的集电极电压应接近零，这时不管如何击掌或敲击压电陶瓷片，ZD不发光为正常。然后挡住光线，使光电管不受光照，击掌一下，灯泡即亮，后延时自灭，表示光控部分正常。适当选择R9，可改变光控灵敏度，这可根据所处环境而定。　　7)调试完毕，将R6上的并联电阻去掉，可根据需要适当调整R6，以获得所需延迟时问。**后用环氧树脂封固，防止振动而改变参数。