聲、光、觸摸三控照明燈的研究設(shè)計

翟發(fā) 鐘永康 張?zhí)K鵬 南京市三江學(xué)院

聲、光、觸摸三控照明燈的研究設(shè)計

翟發(fā) 鐘永康 張?zhí)K鵬 南京市三江學(xué)院

在科技興起與信息技術(shù)發(fā)展的大背景下，傳統(tǒng)的照明燈已無法滿足人們物質(zhì)生活極大豐富后的需求，因為不管是聲控延時開關(guān)、光控開關(guān)還是觸摸延時開關(guān)，雖然智能但在被使用中的過程中都無可避免的存在弊端，故聲光觸摸三控照明燈的研究發(fā)明與投入使用則顯得十分重要。在本文中，筆者將設(shè)計研究有關(guān)聲控延時開關(guān)、觸摸延時開關(guān)和光控開關(guān)的聯(lián)動配合，并結(jié)合具有邏輯性判斷的電路和延時電路來調(diào)控繼電器的吸合與斷開，進(jìn)而實現(xiàn)照明設(shè)備控制及時的目的。本設(shè)計方案將自聲音、光照和觸摸檢測電路上入手，克服三種模式的開關(guān)各自獨立工作時的弊端，以便促進(jìn)能源的節(jié)約高效使用。

現(xiàn)狀 三控 原理 設(shè)計方案

1 聲、光、觸摸三控照明燈的發(fā)展背景與現(xiàn)狀

上世紀(jì)末期，觸屏技術(shù)等具有人機交互作用的新科技誕生，人機交流更加便捷高效，而隨著當(dāng)時科技的發(fā)展，智能開關(guān)的技術(shù)革新方面也有著有目共睹的進(jìn)展，照明燈的創(chuàng)新也隨著這些技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展向前，從已有的聲控照明燈外，以及光照照明燈，公共場所的照明調(diào)節(jié)手段豐富了起來，不再是單一開關(guān)和簡單電路就能控制的傳統(tǒng)照明燈。在實際生活中，考慮到如普通住宅樓照明使用需注重費用、管理、及安裝的問題，由聲光延時開關(guān)控制的聲光照明燈正是最優(yōu)選擇。然而在賓館和家庭走廊燈場所，僅僅是聲音和光照來控制的照明燈并不能滿足實際需求，加入由觸摸開關(guān)來調(diào)控照明燈的設(shè)計則顯得尤為必要。

2 聲、光、觸摸三控照明燈的研究意義與工作原理

本文對三控照明燈進(jìn)行研究，其意義有三：一是照明燈因絕大部分時間無需工作而可以達(dá)到節(jié)省約80%電量的效果；二是控制自動化程度高，更加方便人們?nèi)粘Ｉ钍褂?；三是由于其安裝簡便，可充分滿足公共場所照明需求。

圖1 聲控電路圖

圖2 光控電路圖

三控照明燈依據(jù)的是聲控、光控以及人體觸摸控制這三種電路控制的原理來實現(xiàn)其工作運轉(zhuǎn)效果的。下面筆者將結(jié)合圖1、圖2與門電路的D2會輸出低電平，讓非門電路D3的輸出端轉(zhuǎn)換為高電平，二極管VD1會截止，從而使得繼電器K斷開，照明燈停止亮起狀態(tài)。

根據(jù)圖2示，筆者簡單闡述的光控電路工作原理如下：電源電路提供電流，通電后，由于作為光敏電阻器的RL白天通過光敏電阻的電流較小，非門電路D3電平輸入為低，輸出為高，作為二極管的VD1以及晶體管VT截止，照明燈為熄滅狀態(tài)。在四周黑暗的條件下，光敏電阻器RL阻值增大，這時如果聲控電路BM傳入聲信號，此聲信號會被轉(zhuǎn)換為電信號，D3輸入端為高電平，VD1和VT導(dǎo)通，繼電器K常開觸點發(fā)生吸合，此時燈亮；若無聲信號的傳入，則燈熄。

從圖3中，可以解釋照明燈中有關(guān)人體觸摸控制電路的工作原理：無論是否有光線射入，當(dāng)觸摸電極片M時，人體觸摸信號變換成電信號并使非門電路D4輸入端轉(zhuǎn)為高電平、輸出端為低電平，接著又讓二極管VD2導(dǎo)通，非門電路D5輸入端為低電平、輸出端為高電平，VT飽和導(dǎo)通后，K閉合，照明燈進(jìn)入亮起工作狀態(tài)，而無觸摸信號的時候，照明燈滅。

3 聲、光、觸摸三控照明燈的實現(xiàn)方案

圖3 觸摸電路圖

圖3分別簡單闡述照明燈聲、光、觸摸三種控制的工作原理。

如圖1所示，聲控電路的工作原理簡單說來就是：電源電路能提供整個電路運轉(zhuǎn)所需的具有適當(dāng)電壓的電流，自聲音傳入的時候，傳聲器BM可將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，這種電信號是非門電路D1輸入即高電平，輸出的一端則是低電平，而該低電平當(dāng)為非門電路D2輸入的時候，D2輸出端的一端是高電平，讓得非門電路D3的輸出一端變換為低電平，二極管VD1導(dǎo)通，則非門電路D5的輸出端轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，而讓晶體管VT飽和導(dǎo)通，圖中作為繼電器的元器件K，其常開觸頭吸合時，照明燈發(fā)光。若處于無聲信號傳入情況，作為非

為了實現(xiàn)聲音、光照、人體觸摸三控照明燈的運作，筆者在元器件的選擇準(zhǔn)備上，使用駐極體傳聲器、金屬膜電阻（2W）、1/4W的金屬膜電阻或碳膜電阻、硅整流二極管（1N4007）、硅開關(guān)二極管（1N418型）、鋁電解電容（耐壓值16V）、獨石電容器、硅穩(wěn)壓二極管（符合1W、6V條件的任意型號）、非門集成電路（MC140011型）、銅膜片等材料，之后運用multisim軟件來進(jìn)行對該三控照明燈電路的仿真模擬，忽略因所用元器件與仿真軟件要求不完全相符所帶來的模擬瑕疵因素，結(jié)合根據(jù)上述聲光觸摸三控的原理用軟件繪測出三控電路原理圖，之后，制定對應(yīng)的PCB圖并完成對電路板的搭建及測試。

歷經(jīng)上面種種工序后，可以觀察到電路板的工作情況：讓電路板處于黑暗環(huán)境下，電路板上的小燈在開始通電后，會因足夠分貝的聲響而保持亮起狀態(tài)；讓電路板暴露在光照下，因光敏電阻接觸到光，小燈回到熄滅狀態(tài)；讓電路板處在自然狀態(tài)下，人體觸摸控制開關(guān)時，小燈會亮起。至此，聲光觸摸三控照明燈的基本設(shè)計方案得以實現(xiàn)。

[1]陳育中.基于聲光傳感器的三控延時照明電路設(shè)計與制作[J].電腦知識與技術(shù),2010,24:6872-6873

[2]林明勇,劉華姿.聲、光、觸摸三控延時自熄開關(guān)[J].電子制作,2008,12:38-39

第一作者：翟發(fā)，男，漢族，1995年9月，江蘇鹽城，三江學(xué)院，電子信息工程專業(yè)。

第二作者：鐘永康，男，漢族，1993年9月，廣東韶關(guān)，三江學(xué)院，電子信息工程專業(yè)。

第三作者：張?zhí)K鵬，男，漢族，1995年1月，江蘇南通，三江學(xué)院，電子信息工程專業(yè)。