照明燈聲光控制節(jié)能開關(guān)電路設(shè)計的研究

陳高麗，吉成芳

（鄭州工業(yè)應用技術(shù)學院機電工程學院，河南鄭州，451100）

1　光控電路設(shè)計

光控電路部分的核心元件就是光敏電阻，主要用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換。主要是采用半導體材料制作，利用內(nèi)光電效應工作的光電元件。光敏電阻阻值隨光照的變化而變化，入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。

圖1　光控電路設(shè)計

工作原理：當光敏電阻受到外部光照變強，其電阻變小，且光照強度越高，其阻值降的越低。當節(jié)能開關(guān)沒有聲音信號時，聲控觸發(fā)電路不響應，開關(guān)不會打開；當節(jié)能開關(guān)有聲音信號，有光照時，聲控觸發(fā)電路工作，開關(guān)不會導通。當光敏電阻處在無光照環(huán)境，電阻阻值會很大，阻止電信號的流出使其流入下一級的電路中。當聲控觸發(fā)電路沒有信號的傳入時，電燈不會被點亮。當聲控觸發(fā)電路有聲音信號的傳入時，經(jīng)過放大處理流入到光控電路，三極管處于導通狀態(tài)，開關(guān)閉合，照明燈被點亮。

2　聲控電路設(shè)計

聲控電路的核心元件是駐極體話筒，是由駐極體和場效應管組成的一種具有自偏壓的電聲換能器。MIC把聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，此時的電信號一般比較弱，需要放大，采用功放電路對采集到的電信號進行放大，實現(xiàn)了聲音信號到電信號的轉(zhuǎn)換。采用轉(zhuǎn)換過來電信號觸發(fā)觸發(fā)器導通電路，打開開關(guān)，實現(xiàn)聲控。

圖2　聲控電路設(shè)計

聲控電路的工作過程：當MIC接收到外部傳入的聲音信號后，會將接收到的聲音信號轉(zhuǎn)換成電信號，并經(jīng)電容C1耦合，將信號傳給三極管VT1進行放大，電信號經(jīng)過三極管放大后將流入光控電路。其中三極管VT1要實現(xiàn)對電信號的放大需要滿足一定的條件，三極管基極電壓必須為高電位，集電極為低電位，才能夠?qū)﹄娦盘栠M行放大。

3　節(jié)能開關(guān)電路設(shè)計

節(jié)能開關(guān)電路設(shè)計如圖3所示：核心元件是三極管，分別是VT2和VT3，其中VT2為NPN型，VT3為PNP型。三極管共有三種工作狀態(tài)即：截止，飽和和放大。而本設(shè)計需要的工作狀態(tài)是飽和，起開關(guān)作用。工作過程：當聲控電路有聲音信號的傳入而外部無光照時，將會有電信號流經(jīng)三極管VT2中，然而VT2、VT3組成的節(jié)能開關(guān)打開，照明燈被點亮，此時將有信號從三極管VT3集電極流出，流入二極管和電容C4構(gòu)成的充電電路中進而對C4進行充電，進行時間控制，時間到節(jié)能開關(guān)斷開。

圖3　節(jié)能開關(guān)電路設(shè)計

4　整體電路設(shè)計

整體電路設(shè)計如圖4所示：當聲控電路周圍沒有聲音時電路處于不工作狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能。當接受到聲音信號，聲控觸發(fā)電路中的MIC元件會將聲音信號接收并對信號進行放大，經(jīng)過整流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘杺魉偷焦饪仉娐?。當有光照射光敏電阻，其阻值將會變小，近似于導線，對電壓信號的衰減會很大，單向可控硅MCR處于截止狀態(tài)，照明燈將不亮。當外部沒有光照的情況下，光控電路中的光敏電阻阻值會很大，對直流電壓衰減影響很小。電子開關(guān)電路被導通，使得延時電路中的電容C4開始充電。等C4充滿電荷后進而通過電阻R8把直流觸發(fā)電壓加到晶閘管的門極控制端，晶閘管被導通，節(jié)能開關(guān)閉合，照明被點亮。延時電路中的電容C4中電荷消耗到零時，晶閘管的門極觸發(fā)正向電壓為0晶閘管又被截止，照明會熄滅。

圖4　整體電路設(shè)計

5　總結(jié)

聲光控節(jié)能開關(guān)設(shè)計比較完備，在很大程度上實現(xiàn)了節(jié)約電能的目的，簡單易制、成本低、可靠性高，是各類照明場所的最佳選擇，電路能受人為所控制，以便更好的為人們服務。