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常见的声光控开关的电路组成以及工作原理解析

随着社会的发展，人们的生活也变得越来越丰富，更多的电子设备让我们的生活越来越便捷，就像传统的电灯开关也可以用声光控制电子开关来代替，解放了我们人类的双手 。
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 。
调试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生 。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全 。如用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可 。
电路组成及工作原理
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 。
【常见的声光控开关的电路组成以及工作原理解析】 (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3、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 。
本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将ab分别接在电灯的开关位上，用手轻拍驻极体，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，这时即告本套件制作成功 。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象 。
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 。
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 。
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 。
晚上白炽灯EL经常误触发而发光 。这一般是声音信号输入电路灵敏度太高所致 。检修时对该部分电路的元件与上述(1)进行相反调整 。
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 。
白天有声音时白炽灯EL便亮 。这是光信号输入电路的故障 。检修时，检查光敏电阻Rg是否接收光线不足，可采用清除光敏电阻Rg处灰尘，检查光敏电阻Rg的位置是否正确，光敏电阻Rg是否开路，适当增大电阻R4的阻值，降低与非门1的1端输入电平等办法加以解决 。
以上就是声光控制电子开关的组成原理的详细介绍，需要电子工程师设计人员在实际工作中不断积累经验，这样才能设计出更好的产品，为我们人类带来更大便利 。

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