聲光節(jié)電燈的電路原理及制作

一、工作原理

利用一塊時基電路及少數(shù)外圍元件可能組成聲光雙控節(jié)電燈。白天，由于光線照射，該燈始終處于關(guān)閉狀態(tài)，一到晚上，該燈只要收到一個猝發(fā)聲響（如腳步、擊掌聲），燈就自動點亮，而后延遲一段時問又會自行熄滅，達到節(jié)電的目的。裝置省去了能耗大、笨重、極易產(chǎn)生熱量的電源變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡單、自耗電輕微、性能穩(wěn)定、靈敏度高、通用性強的特點。

圖9一1為聲光節(jié)電燈的電路原理圖，壓電陶瓷片對猝發(fā)聲響有極為敏感的特性，本電路用它作為聲電換能元件，該電路由電壓部分、聲電轉(zhuǎn)換及放大部分、單穩(wěn)態(tài)延時部分和光控部分組成。

圖9-1聲光節(jié)電燈電路原理圖

C1、R l、VD、VS及C2組成電源電路，交流市電經(jīng)C1電容降壓，VD整流，VS穩(wěn)壓后，再由C，濾波后供給整個電路工作。電路采用電容降壓，與使用變壓器相比，不但縮小了體積，杜絕了噪聲，而且也減小了電路能耗。聲控元件采用壓電陶瓷片HTD，它將聲響信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號后，通過C3耦合至V1、V2組成的直耦式雙管放大器進行放大。該放大器由R2、RPl提供偏流，調(diào)節(jié)RP1，可改變放大器的增益，用以控制聲控靈敏度。R4為直流負反饋電阻，用來穩(wěn)定工作點，C4為交流旁路電容，用以補償放大器的交流增益，R3為放大器的輸出直流負載電阻，放大后的負脈沖信號經(jīng)C5去觸發(fā)由555集成塊組成的單穩(wěn)態(tài)延時電路，達到控制負載的目的。

單穩(wěn)延時部分用一塊555時基集成電路，R6與C6組成延時回路，延時時間。穩(wěn)態(tài)時，555集成塊3腳輸出端為低電平，當(dāng)其2腳觸發(fā)端得到一負脈沖觸發(fā)信號時，電路即進入暫態(tài)，輸出端3腳立刻翻轉(zhuǎn)為高電平、觸發(fā)雙向晶閘管VT導(dǎo)通，燈泡EL發(fā)光。此后，電源經(jīng)R6向C6充電，當(dāng)C6端電位升至約2/3VCC時，電路又自動回復(fù)到初始穩(wěn)定狀態(tài)，3腳恢復(fù)低電平，可控硅因失去觸發(fā)電路而關(guān)斷，燈泡熄滅，控制電路暫態(tài)結(jié)束，進入穩(wěn)態(tài)，等待下一次觸發(fā)脈沖。圖中R5和RP2組成分壓電路，為集成塊的觸發(fā)端提供一個開門閾值電平，調(diào)節(jié)RP2，使觸發(fā)端2腳的電壓略大于 1/3Vcc，迫使3腳輸出低電平。當(dāng)2腳一旦出現(xiàn)負脈沖信號時，單穩(wěn)態(tài)電路即動作，適當(dāng)調(diào)節(jié)RP2，也可改變控制靈敏度。

在白天，由于光照度較強，V4的e-c間呈現(xiàn)低阻態(tài)，為V3提供了一個較大的偏置電流，使其飽和導(dǎo)通。此時，V3的集電極即555集成塊的強制復(fù)位端4腳被強制為低電平，555集成塊處于復(fù)位狀態(tài)，使其輸出端3腳恒為低電平，雙向晶閘管無觸發(fā)電流而關(guān)斷，燈泡EL不亮。因此，白天不管聲控信號如何增強，555集成塊的3腳始終為低電平，VT關(guān)斷，達到白天停止照明的目的。晚間，由于光線明顯減弱，V4因無光照而使e—c間呈高阻狀態(tài)，使V3截止，555集成塊強制復(fù)位端4腳為高電平、555集成塊退出復(fù)位狀態(tài)，電路可受控制。改變R9的值，可以控制光控靈敏度。

二、元件的選擇

表9一1給出了元器件的名稱、型號和參數(shù)，以供參考。

表9-1元器件的名稱、型號和參數(shù)

三、安裝、調(diào)試與檢測

1）按圖9-2正確安裝元器件。

2）焊接時電路555時，宜將電烙鐵的插頭拔掉，利用作熱焊接。焊裝完畢確認無誤后即可通電調(diào)試。

3）由于裝配電路帶市電，因此調(diào)試時要十分小心，以防觸電。通電后，測得C2兩端的直流電壓應(yīng)有8～10V左右，這表明電源部分工作正常，方可進行其它部分的調(diào)試。

4）調(diào)試單穩(wěn)延時部分：斷開V4和電容C5，使光控和聲控制分脫開，接著將RP2大約旋至中間位置，使555時基電路觸發(fā)端大約處在1／2 VDD左右，并用一個10kQ左右電阻并聯(lián)在R6兩端，以縮短延時時間。電源接通時，由于控制端6、7腳初始通電時為低電平，輸出端3腳應(yīng)為高電平，晶閘管導(dǎo)通，燈泡EL亮；約數(shù)秒鐘后，燈泡EL自滅，表示延時部分工作正常。然后，手握鑷子或螺釘旋具小心碰觸555集成塊的2腳，EL應(yīng)立即發(fā)光，而后延時熄滅，適當(dāng)調(diào)節(jié)RP2，直到動作正常為止（注意謹防觸電）。一般，只要使555集成塊的第②腳電壓大于l／3 Vcc即可正常工作。

圖9一2聲光雙控節(jié)電燈裝配電路圖5）調(diào)試聲控放大部分：接上C5，RPl調(diào)到中間位置，通電后先用一器具輕輕敲擊陶瓷片，燈泡應(yīng)發(fā)光，然后延時自滅。接著擊掌，燈泡應(yīng)亮1次，延時自滅。再拉距調(diào)試，細心調(diào)節(jié)RPl、RP2直到滿意為止。調(diào)節(jié)上述兩電位器，靈敏度最高時，其控制距離可達8m，為了保險起見，靈敏度調(diào)在5m位置最合理。

6）調(diào)進節(jié)光控部分：接上V4，使受光面受到光照，接通電源，測量V3的集電極電壓應(yīng)接近零，這時不管如何擊掌或敲擊壓電陶瓷片，ZD不發(fā)光為正常。然后擋住光線，使光電管不受光照，擊掌一下，燈泡即亮，后延時自滅，表示光控部分正常。適當(dāng)選擇R9，可改變光控靈敏度，這可根據(jù)所處環(huán)境而定。7）調(diào)試完畢，將R6上的并聯(lián)電阻去掉，可根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整R6，以獲得所需延遲時問。最后用環(huán)氧樹脂封固，防止振動而改變參數(shù)。
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