电工电子实训指导书.doc

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1、电工电子设计及实训指导书声光双控延时灯开关程勇编广东科学技术职业学院声光双控延时灯开关一、设计任务及主要技术性能指标和要求、：1.技术指标（1）具有光控功能，白天光线较亮，即使有声音路灯也不亮，光线较暗，有声音时路灯点亮。（2）具有声控功能，晚上光线较暗，有声音时路灯点亮，声音消失后延长照明一段时间后自动熄灭3.装配成的光控延寿节电灯开关，一般无须对电路作任何调试，便可使用。如嫌光控灵敏度不够（或过强），可通过适当减少（或增大）电阻R5的阻值来加以调整。如电灯H工作时实测交流电压小于（或大于）160V太多

2、，可通过适当减少（或增大）电阻R2的阻值来加以调试。该光控延寿节电灯开关适合控制220V、15W至550W的普通白炽灯泡，它的接线方法与普通机械开关相同，完全符合电工“火线（相线）接开关，地线（零线）进灯头，接通开关和灯头”的照明电灯接线原则。实际应用时，只需要把开关的两个接线桩X1与X2不分顺序串入照明灯相线一侧回路即可。但需要注意的是，开关安装位置应有所讲究，应避开风雨侵蚀和灯光直射处，选择在感受自然光良好的地方固定。二、方案设计与论证方案一:①电路图：②电路原理：1．   D2～D5构成桥式电路，在

3、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。③电路安装注意事项：电路板与220V高

4、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。方案二:①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

5、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、R4构成分压电路，并接到控制门D4的13脚，作为声控信号。当有声音信号时，IC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13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，RG两端的电压高，则与非

6、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D4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D1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T=2πR5C3

7、，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220V进行桥式整流．变成脉动直流电。又经R9降压，C4滤波后即为电路的直流电源，为BM、IC等供电。二、元器件的选择I

8、C选用CMOS数字集成电路CD4011，CD4011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1A／400V的进口单向可控硅1006型，如负载电流大可选用3A、6A、10A等规格的单向可控硅，它的测量方法是：用RX1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