前面说了一些电源电子电路,有同学就问有没有实例,正好今天有个同学发了一张声控灯的原理图过来询问,说是在网络上找到的,想要知道这个声控灯是怎么工作的,原理是什么,由于这个几句话无法完全讲清楚,所以我和他商量说用文章来详细解释一下。
原理图如下所示:
我们在日常中楼道走廊常常见到声控灯,它是在白天或者是光线较亮的时候,节电开关是关闭的,也就是说灯是不会亮的,但是到了夜间或者光线较暗的时候,节电开关是预备工作状态。当有人经过开关附近时,脚步声、说活声、拍手声等等有声源的方式均可以将节电开关开启,灯就会进入点亮状态,这个状态有的持续40--50秒后关闭,有的就只能持续10多秒就关闭,这个和灯的参数有关系,这里就先略过,我们先说一下工作原理。
从上图中,我们可以看到声控灯节电开关电路是由MIC、声音信号放大线路、半波整流线路、光控、电子开关、延时和交流开关这几个部分组成。
MIC话筒和VT1、R1、R2、R3、C1共同组成声音信号放大线路,这里有个知识点,如果我们要让声音感应灵敏一些,我们可以在选择VT1时,选择VT1的β值大于100的材料,MIC也选用灵敏度高的材料,但是也不能太高,不然容易出现误触发现象,还有这个线路中R3不能选择阻值太小的元器件,不然容易引起间歇振荡。
C2、VD1、VD2和C3构成整流电路,主要作用就是将放大后的声音信号变成直流控制电压,R4、R5和光敏电阻RG组成光控线路,当光照射在RG上时,RG的阻值就会变小,直流控制电压衰减很大,VT2截止。
VT2、VT3、R7和VD3组成电子开关,在白天或者光照充足的情况下,VT2和VT3截止,C4上面没有电压,单向晶闸管VTH截止,灯泡EL不会发亮,在VTH截止的时候,直流高电压经过R9、VD4降压后加到C6上端,对C6进行充电,当充电达到12V后,VS击穿,确保C6上面的电压不会超过16V。
当没有光照在RG上时,RG阻值很大,对直流控制电压的衰减很小,VT2、VT3导通,VD3也导通,C4、C5开始充电,电压慢慢上升;这个时候,R8、C4和VTH组成延时与交流开关。C4通过R8将直流触发电压加到VTH的控制门级上,VTH导通,继电器线圈K得电,串在EL支路上的继电器触点K接通,灯泡EL点亮。
这个灯泡点亮的时间由C4和R8的参数来决定的,按照电路图中所给的参数,计算出灯泡点亮时间差不多在40秒,当40秒后,VTH截止,灯泡熄灭;图中的C5的作用是消除灯泡发光时的抖动现象,我们一般称这个电容为抗干扰电容。
图中的电阻电容参数都已经给出了,但是没有给出晶体管的类型及参数,我个人认为图中的VT1和VT2采用的应该是9014晶体管,而VT3采用的应该是9012晶体管,二极管采用的应该是4148和4001,有兴趣的朋友可以自己动手焊接一个调试一下。