声光控制楼道灯开关的设计 - 图文(3)

声光控制楼道灯开关的设计

1.5.2光控晶闸管的工作原理

当在光控晶闸管的阳极加上正向电压，阴极加上负向电压时，控晶闸管可以等效成的电路。

可推算出下式：

Ia= Il / [1-（a1+a2）]

式中， Il为光电二极管的光电流；Ia为光控晶闸管阳极电流，即光控晶闸管的输出电流；a1、a2分别为BG1、BG2的电流放大系数。

由上式可知，Ia与Il成正比，即当光电二极管的光电流增大时，光控晶闸管的输出电流也相应增大，同时Il的增大，使BGl、BG2的电流放大系数a1、a2也增大。当al与a2之和接近l时，光控晶闸管的Ia达到最大，即完全导通。能使光控晶闸管导通的最小光照度，称其为导通光照度。光控晶闸管与普通晶闸管一样，一经触发，即成通导状态。只要有足够强度的光源照射一下管子的受光窗口，它就立即成为通导状态，而后即使撤离光源也能维持导通，除非加在阳极和阴极之间的电压为零或反相，才能关闭。

1.5.3光控晶闸管的特性

为了使光控晶闸管能在微弱的光照下触发导通，因此必须使光控晶闸管在极小的控制电流下能可靠地导通。这样光控晶闸管受到了高温和耐压的限制，在目前的条件下，不可能与普通晶闸管一样做成大功率的。

光控晶闸管除了触发信号不同以外，其它特性基本与普通晶闸管是相同的，因此在使用时可按照普通晶闸管选择，只要注意它是光控这个特点就行了。光控晶闸管对光源的波长有一定的要求，即有选择性。波长在0.8——0.9um的红外线及波长在1um左右的激光，都是光控晶闸管较为理想的光源。

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第二章 电路设计及工作原理

2.1设计流程

本次设计目的：实现声控光控延时开关的功能。在白天时无论是否有声音，小灯都不能被点亮，即白天时不需要光照，在夜晚当有声音产生时，小灯被点亮，且在声音消失后，小灯能维持一段时间亮度，即在夜晚有人经过的时候，小灯被点亮，并有足够的时间让人通过。一般的设计分为五个模块：电源模块，信号收集模块，信号处理模块，延时模块和被控制模块。电源模块为整个电路提供稳定的直流电源，使之驱动三极管，芯片和小灯。信号收集模块分为声音信号收集模块和光信号收集模块。声音信号收集模块将声音信号转变为音频电信号从而能够输入电路，起到控制开关的作用。光信号收集模块将光强度的改变转变为电压的改变，与声音信号一起控制芯片的输入。信号处理模块即是芯片对声音，光信号导致的电信号的改变进行处理，从而驱动被控制电路，并作用于延时模块。延时模块是在信号处理模块的作用下工作，起到延时的作用。被控制模块在信号处理模块及延时模块的共同作用下工作，从而达到设计的目的。

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2.2光控电路

工作原理：当光敏电阻受光照时其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低，即相当于导线。当MIC周围没有声音信号时，各部分电路都不工作，灯泡不亮，当MIC周围有声音信号时，声音放大电路将工作，通过整流将整流后的电信号经R7限流后直接短接，不会经R6流入三极管Q3中，此时三极管Q3将接收不到信号，处于不工作的状态，灯泡同样不会亮。

当光敏电阻在黑暗环境里，没有光照时，它的电阻值很高，相当于断路状态。当MIC周围没有声音信号时，同样各部分电路将不会工作，灯泡不会亮；当MIC周围有声音信号时，声音放大电路将工作，此时光敏电阻的阻值很高，不会有信号从其中流过，通过整流将整流后的电信号经R7限流后通过R6到达三极管Q3基极，此时三极管Q3A位较高，处于导通状态。其中电路中R7、R6主要是分压限流的作用。光控电路如图5-1所示。

图5-1

2.3声控电路

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图5-2

声控电路如上图5-2所示。

工作原理：当MIC获取到声音信号后，将会转化成电信号，经过C3耦合出来的信号将由三极管Q1放大，而在本电路中为了获得较高的灵敏度，三极管Q1的β值选用大于100，更利于信号放大。而三极管Q1要实现这个功能必须满足，基极电压为高电位，集电极为低电位才会导通。图中的R12主要是起到分压限流的作用，R9、R8分别是给三极管Q1提供基极偏置和集电极偏置。所以，其中R12、R9、R8不宜过小，否则电路容易产生间歇震荡。三极管Q1放大后的电信号将从集电极流入下级单元电路。

根据电容的特性，电容两端的电压时缓慢变化的，譬如说：灯泡要通电，它的电压在通电一刻有0变为另一个值，如1V。但是由于其时缓慢变化的，即0~1V中间的每一个值灯泡都经历过，突然的变化不会到时突变，时存在电容缓冲的。根据这一特性，将电容两端并联一个电阻，从而可以一个延时电路，即图中的由延时电阻器R6和延时电容器C2组成的延时电路，如图5-3所示。

R6

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C2

图 5-3

2.4延时电路

灯泡H在晚上受声音控制发光后，若不再有响声输入到话筒B，三极管VT又受R2、R3分压正偏导通，使A得3脚输出高电压，A的4脚输出低电压，二极管VD1无正偏截止。但是电容器C2正极电压不会很快降低，它通过电阻器R6放电。由于电阻器R6的阻值较大，电容器C2上所充的电需要一定时间才能放完。这样就使A的10脚保持为低电平，11脚保持为高电平，灯泡保持发光。只有等到电容器C2放点结束，使A的8脚，9脚将为低电平，10脚输出高电平，12脚、13脚位高电压，11脚输出低电压后，通过三极管控制继电器的工作状态，以切断灯泡H的电流回路，实现灯泡H在延时亮一段时间后又自动熄灭，从而实现了延时功能。

2.4.1电路的放电过程

当电容C2已有电压U0时，且二极管无正偏截止时，电容器立即对电阻R6惊醒放

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