简单实用的用CD4011构成声光控开关灯电路(含线路板图).doc

简单实用的用CD4011 构成声光控开关灯电路（含线路板图）简单实用的用CD4011构成声光控开关灯电路

原理图：

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这款简单声光控制电子开关具有声音信号和光信号控制功

能，当有光照射时，开关电路处于关闭状态，而当光信号比

较弱时，开关电路受声音信号的控制，使用这种开关，人们

不必在黑暗中摸索开关，也不必担心点长明灯费电和损坏灯

泡，夜间只要有脚步声，灯便自动点亮，延时一分钟左右后

自动熄灭。特别适用于自动控制路灯照明及走廊和楼道等片

的短时照明。

一、电路组成及工作原理

声、光控制电子开关电路如下图所示。

1、电路组成

电路主要由以下几部分组成。

(1) 、声音信号输入电路。由话筒MIC、电阻R1.、R2、R3、

电容 C1 和三极管 T1 组成。声音信号经话筒 MIC 转换为电信号后经 C1 耦合至 T1 放大，最后由 T1 的集电极输出并送入集成电路 IC1 的 2 脚。

(2) 、光信号输入电路。由电阻R4 和光敏电阻Rg 组成。光的强弱经光敏电阻Rg 转换为高、低电平后送入集成电路IC1 的1脚。

(3)、桥式整流电路。由二极管 D2 、 D3 、 D4 、 D5 组成。其

功能是将 220V 的交流市电转换为脉动直流电压。

(4)、降压滤波电路。由电阻 R5 、 R6 和电容 C2 组成。其功

能是对桥式整流电路输出的脉动直流电压进行降压滤波，

获得 10V 左右的直流电压，作为控制电路的直流电源。

(5)、延时电路。由二极管 D1 、电阻 R8 和电容 C3 组成。延

时时间由 R8 和 C3 决定，按图中所示参数值可延时约60 ～70S 。二极管D1 起隔离作用。

(6)、控制电路。由集成电路 IC1 、电阻 R7 和双向可控硅 T2

组成，其作用是控制开关的通断。这里双向可控硅T2 起开关作用。集成电路IC1 是整个电子开关的核心元件，型号

为.TC4011BP 。它是四 - 二输入与非门集成电路。其中 1、 2 脚和 3 脚分别为与非门 1 的输入和输出端； 5、6 和 4 脚分别为与非门 2 的输入和输出端； 8、9 和 10 脚分别为与非门

3 的输入和输出端； 12 、13 和 11 脚分别为与非门

4 的输入和输出； 7 和 14 脚分别是接地和电源脚。在该电路中与非门

1 和与非门

2 组成声音信号和光信号与逻辑电路；与非门 4 和电阻 R7 组成触发电路。

(7) 、负载。由白炽灯EL 组成，最大可接100W

与非门

。

3、

2、电路工作原理

220V 交流电通过白炽灯EL 后，经D2 、D3 、D4 、D5 桥式整流电路把交流电压变为脉动直流电压，由R5 和R6 分压、C2 滤波，获得10V 左右的直流电压，作为控制电路的工作

电源，这时通过白炽灯 EL 的电流小于 2mA ，所以白炽灯不会

发光。电阻 R4 和光敏电阻 Rg 串联分压，当有光照射光

敏电阻 Rg 时，它呈低阻状态，即 IC1 的 1 脚(与非门 1 的光信号输入端 )为低电平，此时声音信号被屏蔽(不起作用 )，与非门 1 的输出即 IC1 的 3 脚为高电平。与非门 1 的 3 脚输出

端接与非门 2 的 5、 6 脚输入端，所以与非门2的4脚输出为低电平。此时二极管 D1 截止，触发电路无触发信号，双向可控硅 T2 截止，白炽灯 EL 熄灭。当无光照射时，光敏电阻 Rg 呈高阻状态，即 IC1 的 1 脚 (与非门 1 的光信号输入端 ) 为高电平，与非门 1 打开，声音信号可以输入。话筒 MIC 和电阻 R1 将外界的声音信号变成电信号。在外界无声的情况

下，三极管T1 处于饱和状态，使与非门 1 的输入端即IC1 的 2 脚 (与非门 1 的声音信号输入端)为低电平，与非门 1 的输出即 IC1 的 3 脚为高电平。最终使与非门 2 的输出 4 脚为

低电平，白炽灯 EL 熄灭。若外界有声音，三极管 T1 将出现反复饱和、截止，使与非门 1 的 2 端反复出现高、低电平的

转换过程。若与非门 1 的两个输入端有一个为低电平时，与

非门 2 便输出低电平，只有当与非门 1 的两个输入端都为高

电平时，与非门 2 才输出高电平。当与非门 2 输出高电平时，

通过隔离二极管 D1 给电容 C3 充电，当 C3 充电电压达到与非门3 的阈值电平时，使与非门 4 输出高电平，通过电阻 R7 触发双

向可控硅 T2 使其导通，主回路便有较大的电流通过白炽灯 EL 使其发光。 T2 导通后，由于没有了声音信号，与非门 1 的输入

端 IC1 的 2 脚很快变为低电平，从而使与非门 2 输出为低电

平。但延时电路的电容 C3 通过电阻 R8 放电，经过大约 1 分钟

的时间下降到与非门 3 的阈值电平以下，

使与非门 4 输出低电平，当交流电过零点时， T2 自动关断，白炽灯EL 熄灭。因此，白天白炽灯EL 不亮，只有到了晚上话筒MIC 接收到声音信号时，才能产生触发信号，使双向可控硅 T2 导通，白炽灯 EL 发光，延时一段时间后白炽灯 EL 自动熄灭。

二、电路安装、调试与故障分析

1、电路安装

下图（略）所示为该电子开关印制电路板参考接线图，印制

电路板实际尺寸约为35mm× 65mm。按图中所示进行元器件

的安装焊接。注意，负载白炽灯EL 采用外接方式，不安装

在印制电路板上。

2、电路调试

检查整个电路板没有虚焊、漏焊和短路后，接上负载白炽灯

EL 以及 220V 交流市电进行通电检查。调试时用万用表直流电压挡测试集成电路 IC1 的 14 脚应有 10V 左右的直流电压。

然后在有光无声情况下测量三极管T1 集电极 C 应为低电平，即此时三极管T1 应饱和导通，在有光有声的情况下，白炽

灯EL 应不亮。用不透明的胶布遮盖住光敏电阻Rg ，在有声音时白炽灯EL 应能点亮并且延时60 ～ 70S 后自动熄灭。达到以上要求，说明电路已调试成功。

3、故障原因及检修

调试中可能会出现以下故障。应根据具体情况进行检修。

(1)晚上声音小时白炽灯 EL 不亮，当声音很大时灯才亮。这是

声音信号输入电路灵敏度降低所致。其原因可能是话筒

MIC 灵敏度降低、电容 C1 容量减小、三极管 T1、电阻 R2 、R3 等元件参数改变等等。检修时，可适当减小电阻R1 的阻值以提高MIC 的灵敏度。增大电阻R2 和减小电阻R3 的阻值，以降低三极管 T1 的静态工作点。也可用一个等值电容

与 C1 并联，观察效果是否改变等方法，提高声音输入电路

的灵敏度。

(2) 晚上白炽灯EL 经常误触发而发光。这一般是声音信号输