電工電子技術(shù)在聲光雙控開關(guān)設(shè)計中的應(yīng)用
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光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。構(gòu)成光敏電阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當(dāng)光敏電阻受到光照時，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，電子一空穴對的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強，光生電子一空穴對就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/175727.htm
1．6 延時控制電路
延時控制電路的工作原理：如圖6的電路圖，在白天時，與非門U1A的輸入端1腳為低電平，則3腳被鎖定為高電平，與2腳的輸入高低電平無關(guān)，所以電路封鎖了聲音通道，使聲音信號不能通過，即燈泡亮滅不受聲音控制。這時，門U1A的3腳輸出的高電平經(jīng)過門U1B、U1C、U1D 3次反相后成低電平，晶閘管D7無觸發(fā)信號不導(dǎo)通，燈不亮。當(dāng)在夜晚同時有聲音信號時，與非門U1A的輸人端1腳和2腳都為高電平，則其輸出為低電平，再經(jīng)與非門U1B反相輸出高電平，通過隔離二極管D1給電容C3充電，當(dāng)C3充電電壓達(dá)到與非門U1C的閾值電平時，使與非門U1D輸出高電平，通過R5觸發(fā)可控硅D7使其導(dǎo)通，主回路便有較大的電流通過白熾燈使其發(fā)光。當(dāng)聲音消失后，與非門U1A的輸入端的2腳變?yōu)榈碗娖?，則其輸出端為高電平，從而使與非門U1B輸出為低電平，因D1的阻斷作用，電容C2只能通過R5緩慢放電，經(jīng)過大約1分鐘下降到與非門U1C的閾值電壓以下，使與非門U1D輸出低電平，當(dāng)交流電過零點時，可控硅自動關(guān)斷，白熾燈熄滅。延時時間理論值為：
t=2∏RC=2∏×10μF×1M≈62．8 s (10)
2 總體電路設(shè)計及其原理相關(guān)說明
系統(tǒng)采用CD4011為核心控制晶閘管的通斷。工作電路如圖7所示。二極管D2-D5組成橋式整流電路將220 V市電變成脈動直流電壓，再經(jīng)過R7限流，D6穩(wěn)壓，C2濾波輸出12V直流電壓，為集成塊CD 4011及三極管Q1提供電源。話筒MIC聲音信號和光敏電阻RG感受到的光信號以“與”的關(guān)系來控制CD4011輸出高低電平，經(jīng)過C3和R6構(gòu)成的延時電路，實現(xiàn)自動延時，然后CD4011的輸出控制晶閘管的導(dǎo)通和斷開，從而控制燈泡亮與滅。
3 結(jié)束語
通過本次設(shè)計，使學(xué)生熟練應(yīng)用電工電子技術(shù)，進(jìn)一步掌握了各元器件的工作原理及功能，比如駐極體話筒和可控硅的管腳分布、參數(shù)及工作原理，進(jìn)一步掌握了原理圖的設(shè)計與電路板的焊接。在電路的設(shè)計與調(diào)試過程中也遇到了很多問題，在面包板上調(diào)試時，由于電路的一根線短路而導(dǎo)致調(diào)試失敗，這使學(xué)生明白了在調(diào)試電路時必須先仔細(xì)檢查各部分電路的連接情況，明白每一個元器件的工作原理及各管腳的功能。
本次設(shè)計讓學(xué)生成功地制作出了一個節(jié)能的聲光雙控電子開關(guān)，實現(xiàn)以下功能：1)白天正常光照下，無論有無聲音，燈泡不亮；2)夜晚無聲音的時候，燈不亮；有聲音觸發(fā)時，燈亮；3)燈亮一定時間以后，自動熄滅且延時20 s左右；4)靈敏度較高。
本設(shè)計安全節(jié)電、使用壽命長且成本低。達(dá)到了設(shè)計的要求。同時也實現(xiàn)了聲光雙控且能自動延時，可廣泛使用于公共場所的照明控制，在日常生活中具有很大的實用性。
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