声控灯电路图

一、电路图：二、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组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等元件组成。

声电转换器MIC将声音转换成电信号、光敏电阻MG45受光线控制改变其阻值的大小（光强电阻变小）。

C2、R5组成亮灯延时电路，时间常数＝R5×C2。

控制的具体过程请同学自己分析。

三、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）。

并且要特别注意防止触电。

四、思考题：1．电灯要点亮，U1A的输入端的电压应该为什么电平？2．D1管的作用是什么，是否可以省略此二极管？3．U1可以用4与门代替吗？你认为电路还有可以改动的地方吗？声光控延时开关原理与制作用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出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。

在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。

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1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vd 1～vd4，使电路结构简单，工作可靠性高。

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，变为电子开关的开动作。

明确了电路的信号流程方向后，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vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(vd1)的2脚，r4、r7是vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。

为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2πr8c3，改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。

vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。

当c3充电到一定电平时，信号经与非门vd3、vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，经与非门vd3、vd4输出为低电平，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220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r1降压，c2滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic等供电。

二、元器件的选择ic选用cmos数字集成电路cd4011，其里面含有四个独立的与非门电路。

内部结构见图3，vss是电源的负极，vdd是电源的正极。

可控硅t选用1 a／400v的进口单向可控硅1 00-6型，如负载电流大可选用3a、6a、10a等规格的单向可控硅，单向可控硅的外形如图4所示，它的测量方法是：用r×1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极(如印制板图所示)，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k，这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数(注意触控制极时正负表笔是始终连接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r×100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100mq，说明该元件是完好的。

二极管采用普通的整流二极管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。

其它元件按图1所示的标注即可。

三、安装制作准备好全套元件后，用万用表粗略地(因出厂前已测量过)测量一下各元件的质量，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。

印刷电路图如图5所示。

LM324LM324运算放大器制作而成的声、光控楼梯走道延迟照明开关，它也采用二线制接法，可以直接取代普通照明开关，而不必更改室内原有布线。

图中，接成四LM324，其他元件如图所这是常见的分立元件，楼道灯,具有声控和光控功能，同时还能自动延时。

该灯非常适合，模拟电路初学者，可以说是一个模拟电的综合考验，其中涉及到了三极管的三种状态，可控硅，整流，削波，电容耦合，电容充放电等基础知识.同时也是一个练习画PCB的好材料，对初学者来说，可以说是不难不易。

该电路工作原理如下：220V市电经D2，D3，D5，D6桥式整流，再经D1，R1，然后经过稳压二极管D4削波，C3滤波得到12V直流供电路工作。

先来看，在没有声音时，由于Q6是饱和导通的，所集电极为低电平，约为0.3V，通过R8，R13分压，所以Q7截止，在C5充满电后Q2的集电极为低电平，也就可控硅的触发极为低电平，所以可控硅不导通，电路没有足够的电流流过，灯不亮。

在有声音时，压电陶瓷Y1检测到声音信号，经Q4放大，Q5，Q6，反转放大，这里的Q5，Q6工作在饱和导通状态，这样既能放大信号，同时又工作在非线性状态，使电路更加稳定。

这样Q7的基极电流交替变化，集电集电流也交替变化，也就是对C5放电，由于通过R11对C5充电的速度远远赶不上放电速度，C5很快放完电，这时，Q2基极为低电平，处于截止状态，集电极电平为高，所以可控硅导通，这是有电流流过可控硅，灯被点亮。

由于可控硅在导通时压降为1V左右，所以Q2前面的电路停止工作。

电路通过R11对C5充电，充电时间约为t=0.7R11×C5,当C5的电压达到Q2的导通电压时，Q2导通，发射极电平变低，可控硅截止。

灯熄灭。

再来看光控部分，在有光时，光敏电阻LR的电阻很低，其两压降很不，通过R9，R10分压，Q1的集极达到导通电压，所以发射极电电压为低，也就是无论电路前面状态如何，Q7的基极电压为低，Q7截止，余下的就跟没有声音时的工作状态一样。

说明：Y1为压电陶瓷也就是蜂鸣片，LR为光敏电阻，其暗阻至少得大于500K，绝大多数光敏电阻都能做到。

发光二极管D1起指示作用，灯不亮时，其发光，灯亮时熄灭。

C？（这个电阻可以不要，主要是防止干挠）。

C4用以防止放大电路自激。

改变C5和R11的大小可以改变延时长短，但R11不能太小，否则可能会烧坏Q2。

制作时将压电陶瓷的边缘（负极）焊上三个引脚，插在电路板上，正板通过导级接到Q4的基极。

声光控灯原理简述原理图如下：为了讲解方便，我们把它分为几个部分，但是实际上它们互相联系、结合成一个整体，是不可分割的。

请注意：CD4011是美国型号，CC4011是中国型号，内部结构和功能基本一样。

一、CD4011内部结构和工作特性：4011内部有四个与非门电路组成，具有功耗低、抗扰度强、电源电压范围宽等特点，而且附加输出缓冲器，因此输入输出传输特性得到改善；当负荷增加而引起的传输时间变化被控制在最小限度。

单一的与非门如下图：A、B输入端，Y输出端。

当A、B都是高电位时，Y是低电位。

当A、B至少有一个为低电位时，Y总是高电位。

真值表如下：可用算式表示：A*B＝Y二、自动灯工作原理：（1）电源部分这是由一个开关控制通断的直流电源，此从略。

电容C1的功能只是为了改善电源的性能，减小电源的内阻，尤其在电池使用较久、电压下降时，C1可以使声控放大电路继续发挥较好的作用。

（2）声控电路这里我们采用的声控电路不是三极管开关电路，而是三极管放大电路；利用放大电路的一个功能——简单一点讲，就是：当三极管基极电流变大时，集电极电流会有成百上千倍的增大（电流放大作用），同时使集电极电压下降。

电路中R1是三极管的偏流电阻，阻值2M（兆欧）。

三极管的C集连接可变电阻W，调节这个电阻使C极的起始电压处在比与非门电路1A输入阀值（高低电平分界）略高一点的电位。

1A的初始状态，由于两个输入端都是高电位，所以输出端是低电位。

压电陶瓷片是作为声音的传感器使用，当外界有一定声响，它输出电压给三极管的B、E极，产生Ib，如上所述它的C极电位下降，与非门1A输出端变为高电位；声响消失，1A的输出端又回复到低电位。

（3）4011内部几个与非门电路的工作过程1A的1脚（以下简称1A1）始终是高电位，1A2的电位受三极管9014集电极的控制，当外界有一定强度声响，压电陶瓷片在此作为声音传感器，即把声响传到三极管9014，使9014的集电极电压发生变化（电位下降），它和1A2连接，使1A2的电位也下降而且低于阀值使之处于低电位，于是1A的输出端Y变为高电位；暂时忽略光敏电阻LR的作用，假设2A6处于高电位，那么2A的输出端Y处于低电位，于是电源通过电阻R4和二极管4148形成电流回路，由于二极管的箝位作用，使二极管的正极一端也处于低电位（只比负极端高出0.7V）也就是把3A8、3A9、4A12、4A13（它们都并联）全部拉到低电位，而3A、4A的输出端都变为高电位，它们输出的电流把发光二极管LE点亮。

（4）延时电路但C2下端的低电位是不能持久的，因为它并联着电阻R4， R4的上端连接电源正极，把下端的低电位慢慢拉高，当电位达到和超过阀值，3A、4A翻转——输出端变为的低电位，于是LE熄灭，这就是延时功能；如果没有电容C2（47uF），那么下端的低电位可以很快上升，电容使上升的过程变慢，这就是电路的延时功能。

（5）光控电路再看光敏电阻LR的作用：当环境有一定亮度时，LR阻值很小，所以2A6处于低电位，不论2A5是什么电位，2A的输出总是高电位，二极管4148因为电压反偏而截止， C2和R4下端始终处于高电位，也就是使3A、4A的四个并联输入端都处于高电位，它们的输出端处于低电位，所以电路在亮环境下不论出现多大强度音响LE都不会发光。

元件识别和焊接：（一）电阻： 5个电阻，它们分别是——R1（红黑黑黄棕）2M（兆欧）三极管9014的偏流电阻R2（棕黑黑橙棕） 100K（千欧）4011与非门A1①脚高电位电阻R3（棕黑黑黄棕） 1M（也可以用2M电阻，但一般适用1M）控制光控灵敏度R4（红黑黑黄棕）2M 延时控制电阻R5（蓝棕黑棕棕）声控灵敏度调试电阻（二）三极管9014等元件的焊接，注意三极管EBC极性，注意二极管4148的正负极性，注意发光二极管的极性。