聲控燈的設計與制作.docx

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1、電子小制作:自制聲控燈聲控燈已經(jīng)廣泛應用在居民樓的樓道中,它給人民的生活帶來很多的方便。這些聲控燈電路中幾乎都使用了集成電路,并且直接使用220V的交流電源。雖然這樣做簡化了電路,但對于初學者來說他們理解電路有一定的困難,調(diào)試電路也具有一定的危險性。這里介紹一個簡單的聲控燈電路,采用了三極管等分立元件和低壓電源,不僅適合初學者的學習,而且通過電路中的繼電器也可以控制其它電器進行工作。當你對著聲控電路拍手或喊叫時,電路中的繼電器會動作,如果用它控制小燈,可以使小燈工作幾秒鐘,然后自動關閉。一、元器件的準備序號元器件規(guī)格R1、R2680kΩ、1/8W碳膜電阻器R3330kΩ、1/8W碳膜電

2、阻器R413kΩ、1/8W碳膜電阻器R5、R62.7kΩ、1/8W碳膜電阻器C110μF/10V電解電容器C247μF/10V電解電容器C3100μF/10V電解電容器VD1N4148二極管VT1~VT39014等NPN型三極管VT49015等PNP型三極管BΦ27壓電陶瓷片KJRC4098型6V繼電器SA1×2小型開關?6V電池夾?50mm×25mm電路板所用的元器件如表7所示。電路中使用了一只Φ27的壓電陶瓷片,它的符號和外形見圖7-1所示,最好帶有共鳴腔。電路板是按JRC4098型6V繼電器的尺寸設計的,也可以根據(jù)需要選用其他符合要求的繼電器。電路也可以使用外接電源。圖7-1壓電

3、陶瓷片的符號和外形三、電路工作原理圖7-2中三極管VT2、VT3及其電阻器、電容器組成了單穩(wěn)態(tài)電路。電阻器R3為三極管VT2提供了基極電流;而三極管VT3的基極電流則是從三極管VT2的集電極電阻R4上得到的。三極管VT2集電極與三極管VT3基極之間是直接耦合的;而三極管VT3集電極與三極管VT2基極之間的耦合則是由電容器C2來完成的。電阻器R4是三極管VT2的集電極負載,三極管VT3的集電極負載是電阻器R5。單穩(wěn)態(tài)電路的特點是它只有一個穩(wěn)定狀態(tài)。電路在沒有信號輸入時,選擇合理的R3使三極管VT2穩(wěn)定在飽和狀態(tài),此時它的集電極電壓約為0.3V以下。這樣使三極管VT3穩(wěn)定在截止狀態(tài)。這就是

4、單穩(wěn)態(tài)電路的穩(wěn)定狀態(tài)。當一個負脈沖通過C1到達三極管VT2的基極時,三極管VT2開始趨向截止,它的集電極電流減小,集電極電壓升高;經(jīng)過直接耦合,使三極管VT3的基極電壓升高,三極管VT3開始導通,它的集電極電壓下降;經(jīng)電容C2的藕合又使三極管VT2的基極電壓進一步下降(雖然這時負脈沖已經(jīng)不再存在),形成一個正反饋,很快達到一個新的狀態(tài)。此時三極管VT2截止,三極管VT3飽和導通。這就是單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象。單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)態(tài)是不能持久的。在暫穩(wěn)態(tài)期間,電容器C2通過電阻器R3進行放電,隨著放電的進行,三極管VT2的基極電壓逐漸升高,當它達到0.5V以上時,三極管VT2開始導通,正反饋

5、現(xiàn)象再次發(fā)生,整個電路很快又回到VT2飽和導通,VT3截止的穩(wěn)定狀態(tài)。電容C2通過電阻R3的放電過程決定了電路暫穩(wěn)態(tài)的維持時間。根據(jù)計算,這個時間T=0.7×R3×C2。在本電路中電阻R3為330KΩ,電容C2為47μF,所以T=0.7×330×103×47×10-6≈1ls.根據(jù)這個公式改變電阻R3或電容C2的參數(shù),可以延長或縮短電路的延遲時間。電路復原后,電容器C2通過電阻器R5和三極管VT2的發(fā)射結(jié)進行充電。充電完成后電路才可以接收下一次的觸發(fā)。電路中的B是一只壓電陶瓷片,它能將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。壓電陶瓷片所轉(zhuǎn)換的電信號很微弱,只有通過由三極管VT1組成的放大器把微弱的信號進

6、行放大后,才能去觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路。放大后信號中的負脈沖作用在三極管VT2的基極上時,可以使單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)。電路中的電容器C3是電源退耦濾波電容器。在電路的穩(wěn)態(tài)過程下,單穩(wěn)態(tài)電路中三極管VT2導通,三極管VT3截止。三極管VT3的集電極為高電平,接在它上面的三極管VT4是PNP型三極管,所以三極管VT4沒有導通,繼電器不工作。一旦有外界的聲音來觸發(fā)電路,單穩(wěn)態(tài)電路中三極管VT2的基極受到負脈沖的作用而截止,單穩(wěn)態(tài)電路處在了暫態(tài)的過程中。這時三極管VT3導通,它的集電極電壓下降,導致與它連接的三極管VT4也導通,繼電器吸合。由于單穩(wěn)態(tài)電路的暫態(tài)時間是由電阻器R3與電容器C2的參數(shù)決定的,所以

7、十秒鐘后單穩(wěn)態(tài)電路會自動恢復到穩(wěn)態(tài)過程下,繼電器停止工作。圖7-2聲控電路電原理圖三、電路的制作與調(diào)試圖7-3是聲控電路的電路板安裝圖,圖7-4是電路板元件圖。對照電原理圖7-2中元器件的數(shù)值認清元器件。安裝時首先將六只電阻器焊到電路板上,然后依次將電容器、二極管、三極管、繼電器焊到電路板上,注意電解電容器的極性和三極管的管腳排列。壓電陶瓷片要通過導線與電路板連接,注意在焊接壓電陶瓷片時,時間不能太長以免燙壞壓電陶瓷片的鍍銀層。小型開關和電池夾