声控开关原理
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声控延迟开关
通常的声控开关,多是由分立元件组成,其缺点是元件较多,组装与调试都较麻烦。
如果采用声控专用集成电路,则结构简单、工作稳定可靠。
这是因为巧妙地利用了集成电路的内部结构,使它具有延时功能,只要拍一下手掌或喊一声,电灯就会立即点亮,经一段时间后电灯便自行熄灭,适于楼梯过道等处安装,有利于节约用电。
工作原理:这种声控电路的原理如下图所示。
它由声控传感器、接收放大器、射极输出器、音乐集成电路、发光二极管、扬声器等组成。
外界产生的声音控制信号,由驻极体电容传声器BM转变为电信号,并经电容C1耦合至三极管VT1进行电压放大。
V T1的输出信号经二极管VD2驱动三极管VT2导通,使电源电压加到音乐集成电路IC的②脚(触发端),音乐IC③脚发出音乐信号,经VT3放大后,驱动扬声器BL发出宏亮的乐声。
与些同时,发光二极管VD3、VD4随着音乐的大小而频频闪光,犹如洋娃娃两只闪亮的大眼睛。
调节电路中电位器RP的阻值,可以改变BM的工作电压,从而起到改变声控灵敏度的作用。
电容C2是防止误触发,避免浪涌电流冲击面设置的。
元器件选择:VT1~VT3选用9014高增益三极管,其穿透电流要小,β>80。
BM可选用CN-15E或阻抗为1KΩ的其它驻极体传声器。
音乐集成电路IC选用KD-152等工作电压为3V的高电平触发的音乐集成片。
VD3、VD4选用工作电压低、导通电流小而发光效率高的发光二极管。
其余元件均按图中标注的值选取,并无特殊要求。
安装与使用:
(1)如家有音乐门铃,则不必再制作电路外壳,可按图加装控制电路即可。
(2)驻极体传声器BM,装在外门框上,高度可视人高矮而定。
为使BM保持清洁,可用一块小花布遮掩并标注“声控”二字,即可装饰,又引人注目。
(3)为防止外界声音的干扰而引起误工作,要调节RP,使BM具有适当的灵敏度,以人嘴离驻极体传声器BM为30mm左右能触发门铃为宜。
(4)发光二极管用于声控门铃时,只须一只发光管,将其装在门外显眼处。
当人发声时,如发光管显示,则告诉外人,请放心电路工作正常。
(5)如作儿童玩具,选用一只空心塑料或毛绒绒的玩具,将VD3、VD4装入两只眼睛中,只要儿童发声,洋娃娃便会闪动着大眼睛唱歌,颇有情趣。
(6)儿童不玩时,取出电池。
最好选用4.7K带开关的电位器,即可调节又能开关,这样可节省静态耗电。
1.电路工作原理
声控延迟开关电路如图45—1所示,它是由驻极晶体话筒、声控专用集成电路和执行电路所组成的。
图45-1
电源经电容C5降压、二极管D2~D5桥式整流、DW稳压和电容C4滤波后,加至声控延迟开关电路。
当无声控信号输入MIC驻极话筒时,IC的①脚无输入信号电压,则IC的(12)脚无电压输出,BG管截止,继电器J不动作,其常开触点J1断开灯泡ZD 的供电电源;当有声波信号送入MIC时,驻极话筒便将声波信号转换成电信号,经电容C1耦合给声控集成电路IC的①脚,在I C的(12)脚得到经IC内部二级放大输出电压,使BG管导通,继电器J吸合,其上的常开触点闭合,接通灯泡ZD供电电源,灯泡点亮。
与此同时,IC的④、⑤脚接的电容C3,能使⑤脚在收到信号后约50秒左右输出一个正脉冲,并送入IC的(13)脚,进行反相、放大与整形后,又从IC的(12)脚低电平,使BG截止,继电器J释放,常开触点J1断开灯泡的电源,灯泡熄灭。
也就是说,拍一下手掌或吹一声口哨,继电器J立即吸合、灯亮;约经50秒,J释放,灯灭。
由此可见,改变C2的容量,即可改变灯亮的时间长与短。
如果改用图45—2所示电路,它就是一个多功用的插头式声控开关,它可以控制电视机、电风扇、收录机等家用电器的启闭。
由于只利用了集成电路中两级反相放大器的一级,当IC①脚输入信号电压时,IC的⑨脚便输出高电平,只有IC的①脚再次输入信号电压时,IC的⑨脚才恢复为低电平。
所以,在启动电器电源时拍一下手掌,电源即接通;需关断电器电源时,再拍一下手掌,电源即断开。
图45-2
2.元件选择
声控集成电路块,为BH桽K桰I型。
MIC为驻极晶体话筒,可选任意型。
图45—1中元件:
R11.5MΩR21MΩ
R31kΩR4500kΩ
C10.022μFC20.01μF
C3100μFC4200μF
C50.47μF耐压400V
DW稳压二级管稳压值6V
W22kΩ微调电阻
J直流继电器,选4098等型6V继电器
BGPNP型三极管,如9012、3AX31等
D1~D5半导体二极管2CP型,耐压450V
图45—2中的元件:
R122kΩ微调电阻R21MΩ
R3130ΩC1、C30.47μF
C20.022μFC4220μF耐压16V
DW稳压二极管选2CW21D
LED发光二极管任意型
D1、D2整流二极管2CZ型
SCR双向可控硅,耐压400V,电流取决于负载功率,一
般不小于3A
CZ电器设备的电源插座,选用双通插头
B电源变压器,可用XD7?型指示灯变压器改制。
改制时,初级220V绕组不动,拆下次级,按每伏26圈重新绕制,次级电压为9V。
声控延迟开关的印刷电路如图45—3所示。
在组装时,IC的①、②脚间电阻可以不用;④、⑤脚间选频电容的容量,在0.068~0.47μF时对1000Hz左右的声源比较敏感,声源一是拍手,另是用市售的塑料口哨。
在微调W或R1时,使电容C1左边的电位略高于1/2电源电压即可。
实验表明,用拍手声可在4.5m左右距离可靠地控制开关的启闭,而用塑料口哨,则能有效地控制8~10m的距离。
声控集成电路对室内、外的一般声响没有明显反应,即便对30m外的汽车声、火车声也不受其干扰,故工作稳定可靠。