声光双控节能灯电路解剖
本电路系统对220V交流电压进行整流，输出DC9V电压提供给声控、光控及延时电路，由这三部分电路控制灯泡自动亮灭。如图2-1所示：
图2-1 本设计系统框图
方案一：电路图如图2-2所示：
图2-2  方案一原理图
原理分析：
当有声音信号时，驻极体话筒MIC将声音信号接收后经VT1放大，再经整流电路转变为电
电源电路部分
声控电路部分
光控电路部分
延迟电路部分
执行电路部分
DC 9V
AC 220V
压信号。当有光照照在光敏电阻RGM上时，其阻值变小，对直流控制电压衰减很大，导致VT2、VT3和R7、VD3组成的电子开关截止。而C4中无电荷，使单向可控硅MCR处于截止状态，灯泡不亮。
→[结论1]有声音有光时，灯泡不亮。
同理：当有声音信号传入而又无光照射在光敏电阻RGM 时，RGM阻值很大，对直流控制电压衰减很小。VT2、VT3和R7、VD3组成的电子开关导通，使C4充电。由于充满电时间很迅速，C4充满电荷后通过R8 把直流触发电压加到MCR控制端，MCR导通，灯泡点亮。当C4中电荷放至零时，MCR回复截止状态，灯熄灭。
→[结论2]有声音无光时，灯泡亮。
当灯泡点亮过程中有新的声源出现时，C4会重新充电后重新放电，即重新计算点亮时间。如果需要改变灯亮时长，只需更改C4或者R8的参数即可。
方案二：电路图如图2-3所示：
图2-3  方案二原理图
原理分析：
声光控延时开关的电路原理图如图2-3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，使电路结构简单，工作可靠性高。
当声音信号(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V T的基极进行电压放大，放大的信号送到CD4011中的与非门D2的2脚，R4、R7是V T的偏置电阻，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R G等元件组成光控电路，R5和R
组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，R G两端的电压高，即为高电平期G
间t=2πR8C3，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。CD4011中的D3和D4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D3、D4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D 3、D 4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VD 1～VD 4将220V 交流进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R 1降压，C 2滤波后即为电路的直流电源，为BM 、V T 、IC 芯片等供电。
2.3方案比较
方案一和方案二的原理基本相同，但方案二具有较高的灵敏性，且所用的元件少易于制作，我觉得方案二比较适合。
3声光双控节能灯设计
3.1方案二电路原理框图
图3-1 方案二原理框图
该图是声光双控节能灯开关电路原理方框，在设计过程中我们可以分析设计部分电路。
3.2声控电路
当BM 获取到声音信号后，其会转换成电信号，如图2-3所示声控电路由传声器BM ，电阻器R 2、R 4，晶体管V T 、电容C 1和CD4011中的D 1组成。此部分电路图如图3-2所示：
图3-2 声控部分电路图
工作原理：话筒将声音信号转化为负极性的电信号，但接收到的微弱信号经C 2滤波，通过由三极管V T 组成的放大器把微弱的信号进行放大，其集电极输出正极性的电信号送到CD4011的2脚。并通过R 4给基极提供导通电压。
稳压， 滤波
整流，降压
声音拾取 声音放大 控制部分 受控部分
延时电路
3.3整流电路
整流电路把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。本次所用为单向桥式整流电路，是由电源变压器T ，4只整流二极管VD 1～VD 4等组成。此部分电路图如图3-3所示：
图3-3 整流部分电路图
工作原理：利用4个二极管接成电桥使在U l 的正负半周的电压经过两只二极管交替导通，即在负载上形成了单方向的全波脉冲电压。其中单向桥式整流电路对电压的利用率高。
在桥式整流电路中，交流电在一个周期内有两个半波电流以相同方向通过负载所以该整流电路输出的直流电压比半波整流电路增加一倍，即
29.0U U L
3.4光控电路
光控电路的核心元件为光敏电阻，光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。
在光线较暗时，光敏电阻呈高阻态；在光线较亮时，光敏电阻呈低阻态，光敏电阻通常都工作于直流或低频状态下。
光控电路由光敏电阻器R G ，电阻器R 5和CD4011中的D 1组成。此部分电路图如图3-4所示：
图3-4 光控部分电路图
工作原理：在黑暗状态下光敏电阻R G 呈高阻态，电路通过R 5在光敏电阻R G 形成高电平。当同时有声音信号时，经过CD4011的一个与非门D 1使后级电路工作。当有足够的光通量照射在
光敏电阻上时，其电阻值突然降得很低，既光敏电阻两边就的电压就很小，即不能形成高电平，使其后级电路不能工作。
3.5延时电子开关电路
延时电子开关电路它是用电路中送入的信号进行控制电路的设备。其作用是用送进来的信号去控制电路，使电路达到延时的效果。声光双控电路是声、光控开关的组合。它是利用驻极体话筒是否采集到声音信号，光敏电阻感应光线的明暗来改变信号的高低电平，以达到控制电路输出高低电平的目的，再利用稳压管高电平导通的原理来控制灯泡的亮灭。如图2-3所示延时电子开关电路由二极管VD5、电容C3、电阻R8、晶闸管V T和集成芯片CD4011组成。此部分电路图如图3-5所示：
图3-5 延时部分电路图
工作原理：延时电路的设计主要由C3和R8组成。当夜晚有响声（如脚步声、说话声等），驻极话筒会接收到信号并通过三极管V T对其进行放大之后送到CD4011的1脚，同时光敏电阻这时也呈高阻态并送入CD4011的2脚，经与非关系后3脚输出低电平，（集成芯片引脚的连接方式如图4-3所示）芯片4脚输出高电平使二极管VD5导通对C3充电。最终芯片11脚输出高电平去控制晶闸管导通点亮灯泡L。在此期间同时通过VD5对C3快速充电，充电电流大，充电时间很短，快速将C3上电压充满，C3上所得的电压经R8对晶闸管V T的T、K级慢慢放电，此时就算没有响声灯泡仍然点亮，直到C3上的电放完，可控硅截止灯泡熄灭等待下一次触发。
3. 6元件清单表
元件名称序号型号/参数数量
碳膜电阻R1 RT-1/2W、150KΩ±5%    1
碳膜电阻R2 RT-1/4W、18KΩ±5%    1
碳膜电阻R3 RT-1/4W、43KΩ±5%    1
碳膜电阻R4 RT-1/4W、2.4MΩ±5%    1
碳膜电阻R5 RT-1/4W、1MΩ±5%    1
碳膜电阻R6 RT-1/4W、18KΩ±5%    1
碳膜电阻R7 RT-1/4W、470KΩ±5%    1
碳膜电阻R8 RT-1/4W、1.3MΩ±5%    1

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