美观实用的智能声光控制楼道灯
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每次回家走楼梯总会很害怕,楼道灯经常坏了,没有人换灯泡,要么就是不够智能,需要手动操作。特别是到家门口了拿个钥匙的时间,楼道灯就灭了,得重新点亮。所以就设想,如果能自己做个声光控制的楼道灯,用蚊钉固定在门上:天黑有人走过楼梯通道时,当有脚步声或其它声音时,楼道灯会自动点亮,提供照明;当人们进入家门或走出公寓,楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。而在白天,即使有声音,楼道灯也不会亮,可以达到节能的目的。
这种声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道,而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所,它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点,适合广大电子爱好者自制。
一、电路的工作原理
声光控延时开关的电路原理图见图所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011,其内部含有4个独立的与非门D1~D4,电路结构简单,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“开启”,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,即可依据主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接收并转换成电信号,经C1耦合到D3进行电压放大,与非门D3此时是一个放大电路,放大的信号送到R3的一端,R3、构成分压电路,并接到控制门D4的脚,作为声控信号。当有声音信号时,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等元件组成光控电路,R6和RG组成串联分压电路,夜晚无环境光时,光敏电阻的阻值很大,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输入到控制门的13脚,也为低电平“0”。使声光控电路工作具备了光控条件。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”。则与非门的1脚为低电平?0’,使声光控电路不具备光控条件,电子开关处于断开状态。
当夜晚,同时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;同时给C3充电,C3和R5构成延时电路,延时时间,改变R5或C3的值,可改变延时时间,满足不同的延时要求,C3充满电后只向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”,同时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,完成一次完整的电子开关由开到关的过程。
二极管VD1~VD4将交流进行桥式整流。变成脉动直流电,又经降压,C4滤波后即为电路的直流电源。为BM、IC等供电。[!--empirenews.page--]
二、元器件的选择
选用CMOS数字集成电路,CD401 1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/4OOV的进口单向可控硅1006型,如负载电流大可选用3A、6A、1OA等规格的单向可控硅,它的测量方法是:用档。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,黑表笔马上离开这时表仍有读数(注意触控制极时正负表笔是始终连接的)说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。它的测量方法是:用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,若表针有摆动说明该驻极体完好。摆动越大灵敏度越高;光敏电阻选用的是625A型,有光照射时电阻为20K以下,无光时电阻值大于1OOM0,说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管~1N4007。总之,元件的选择可灵活掌握,参数可在一定范围内选用。其它元件按图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,注意极性的正确,否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。
四、调试
调试前。先将焊好的电路板对照电路图认真核对一遍,不要有错焊、漏焊、短路等现象发生。通电后,人体不允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相应处即可。
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。说明光敏电阻完好,这时表示制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。