声光控延时开关总结报告

课题名称：声光控延时开关设计者：

题目：声光控延时开关 一、课题的意义与内容简介（含已有产品现状）

随着现代科学技术的发展，越来越多的高科技节能产品出现在我们生活的方方面面，声控灯、光控灯是居家照明的重要组成部分，光控灯是由光控开关和LED 灯组合而成。声控灯由麦克风，放大电路和LED 灯组成。在地球资源日渐衰竭的今日，环保、节能是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，基于此目的的研发工作更是趋向环保、节能。因此，开发新型高效、节能、寿命长、环保的电路对居家照明节能具有十分重要的意义。由此声控、光控LED 灯的诸多优点在现在正逐渐取代传统的照明设备，是照明产品的新兴光源，有“绿色照明”光源之称，未来将光芒耀眼，发展潜力无限。声控、光控LED 具有节能、体积小、发热量低、寿命长、耗电量小、反应速度快、易控制等众多优点，极大的满足了人们日常生活的需要，因此十分被灯饰业者看好。

本文设计的声光控延时开关集声控、光控、延时自动控制技术为一体,内置声音感应元件,光效感应元件,白天光线较强时，受光控作用开关电路为自锁状态，有声响也不通电，LED 灯不亮；当傍晚环境光线变暗后，开关自动进入待机状态，遇有说话声、脚步声等声响时，会立即通电,LED 灯亮，延时半分钟后自动断电，从而实现了白天自动熄灭夜间自动打开的目的，节省了人为的控制。不仅能延长灯泡寿命6倍以上，同时节电率达90％。普遍适用于住宅区的楼道、工厂、办公楼、教学楼等公共场所，为人们的日常生活提供诸多方便。

二、课题实际的工作原理（包括框图、电路图、各元件的作用）

1.开关框图

LED

图 2.1

检 音 感 光 放 大 控 制门 D1整形D2 延时 二级整 形 D3、D4

开 关

2.光控部分

如图2.2所示，由R4和R9组成，其中R9为光敏电

阻，电路中可控硅的通断，取决于控制信号的有无。光敏

电阻R9的阻值随着光照强度的变化而变化，当光照达到

一定强度时，2脚所在的与非门被封死，不管有无声音信

号输入均正向阻断。随着光照强度的减弱，R9的阻值逐渐

增大，满足了开门条件，此时的声控开始起作用。

3.声控部分

如图2.3所示，由麦克风MK1，三极管VT，电

容C1及电阻R1、R2、R3等组成，其中MK为声检测

元件，当环境声音很弱时，三极管VT处于饱和状态，

可控硅阻断，当环境声音信号达到一定强度时，通

过MK1拾音输出经C1耦合到VT的基极，使集电极

即IC1脚电位随声强而高低变化。

麦克风的接收声音信号并将信号转化为电流信

号（交流信号），使三极管VT由饱和状态转为截止

状态，电阻很大，基本上为VCC电压值。所以在声

音信号来到时会有三极管C极电压的跳变现象，如

图2.3（a）。也正是由于这一现象使得声控功能得以

实现。

4.与非门触发电路

如图2.4所示，由四个二输入与非门IC(CD4011)及R7、R8等组成。光线很亮时，IC(d)9脚输出为低电平,可控硅不被触发,灯不亮；当环境光线较暗使，当有声音信号输入使IC(a)的3脚为高电平时，输出4脚跳变为低电平，5脚跳变为高电平并经D1，电压上升到8脚变为低电平,9脚输出高电平，经R7加到可控硅被触发导通。

图 2.4

5.延时部分

如图2.5所示，由R5、R6、C2、D1等元件

组成。结合声控电路光控电路分析，当可控硅被

触发导通时MK1拾音器的灵敏度降低，VT重新饱

和，3脚为高电平，4脚变为低电平，由于D1的

隔离作用，C2上的电压仍维持8、9脚高电平，

11脚也为高电平，C2上的电压通过R5、R6放电，

直至C3上的电压降低至IC逻辑低电平时，11

脚变为低电平，可控硅在正负极间的电压过零时

被正向阻断，C2上的电压重新升高，MK1恢复拾

音灵敏度，等待下一次声控信号的输入，IC 8、

9脚电位从高电平降低为低电平的时间，即为开

关接通的维持时间，由C2和R5、R6的数值确定。

6.整体电路

以3kHz波形代替声音信号，10M、10k电阻分别代表无光、有光状态。

图 2.6

三、主要（技术）指标（成果）

当满足光线微弱且有一定强度声音信号条件时，LED点亮。

延时时间约为30s，有电位器调节。

四、测试结果及数据分析

用手指盖住光敏电阻，拍手发声音，使灯亮，正常，否则不正常；

灵敏度的调节：延时电路的电容决定了灯亮的时间。