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1、高等教育自学考试本科毕业论文 关于声光双控延时照明灯的设计考生姓名： XXX 准考证号：专业层次： 本 科 院 （系）：机械与动力工程院指导教师： 职 称： 讲 师 重庆科技学院二0一0年十二月十四日 高等教育自学考试本科毕业论文 关于声光双控延时照明灯的设计考生姓名： 准考证号： 专业层次： 本科 指导教师： 院 （系）： 机械与动力工程学院 重庆科技学院二0一0年十二月十四日摘 要 该设计主要介绍的是关于声光控的电路设计。声光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在背光的的时候灯就会慢慢的熄灭，即这时也是人走过了的时候。在有的电路中这种原理也可以通过声音的振动来实现，当人走过时只需用手轻拍一
2、下灯就会自动的亮，人离开后又熄灭。这样就给路人提供了相应的方便，同时，也达到了节电和节能的目的；延长灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。 在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。同时，为了加强我们对模拟电子技术，数字电子技术，电子工艺的理解和巩固，我花了一个月的时间进行毕业设计，而我设计的课题是声光控制照明灯的设计，我设计了一种电路新颖、安全节电、结构简单、安装方便、使用寿命长的声光双控白炽灯节能照明灯。 在本设计中介绍了多种声光控路
3、灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电。关键词：电路放大，光敏电阻，可控开关，延迟电路，话筒放大About acousto-optic double control delay floodlight designABSTRACT The design was introduced on the sound and light control c
4、ircuit design. Sound and light control is achieved through the photosensitive resistor, when the photosensitive resistance when the backlight lamp will slowly go out, that time is when people have gone through. In some circuits this principle can also be achieved through the vibration of the sound,
5、when the person is just a hand through the light exclusive look at the bright lights automatically, and then left off. This gives the convenience of passers-by to provide the corresponding same time, also reached the purpose of saving and energy saving; extend lamp life. In real life, saving energy,
6、 to achieve more automation.In schools, institutions, industrial enterprises and other units of the public places and residential areas of the public corridor, long light is widespread, which caused a great waste of energy. In addition, due to frequent switching or human factors, the failure rate is
7、 high wall switch, increasing the amount of maintenance, waste of money. Meanwhile, in order to strengthen our analog electronics, digital electronics, electronic process understanding and consolidation, I spent a months time for school design, and I designed is the subject of sound and light contro
8、l lighting design, I designed a new kinds of circuits, safe saving, simple structure, easy installation, long life of sound and light dual-controlled incandescent lamp light.In this design introduces a variety of sound and light control of street lamp controller of composition, performance, applicat
9、ion and working principle of the circuit schematic and components parameters, energy-saving effect is very obvious, but also greatly reduces the amount of maintenance, save money, use good effect. During the day light is good, no matter how sound passer issued, will not be the lamp lit. Light and da
10、rk at night, the pickup circuit detects a burst as long as the sound, it will automatically light for lighting, over tens of seconds and then automatically turns off, energy saving.Keywords: Circuit amplifier, Potoconductive resistance,Cntrollable switching, Dlay circuit, Cophone amplification目 录中文摘
11、要I英文摘要II1绪 论12总体方案设计32.1课题分析32.2 设计方案32.2.1利用门电路来完成声光控的调节32.2.2 利用LM324运算放大器42.2.3 采使用数字集成电路cd401142.3 方案论证52.4 电路的工作原理52.5 单元电路设计与分析72.5.1 电源设计72.5.2 信号放大整形电路设计72.5.3 延时处理电路单稳态电路的设计82.6 器件的选择及检测方法92.7 安装制作122.8 装调试及故障分析142.8.1安装调试142.8.2故障寻、检常用方法142.9 部分数值计算153结 论16致 谢17参考文献18论文原创性声明附 录I1 绪 论由于近年来我
12、国的照明器材行业的迅速崛起，中国已经成为电光源产品的主要输出国之一。照明器材行业属一般性竞争行业，是我国轻工业对外开放较早的行业之一。WTO后，国际上一些知名品牌大企业相继进入国内产销领域，使得国内竞争国际化。努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发，加快绿色、节能光源产品的开发推广和应用是我国目前照明器材行业结构调整的重点。我国照明器材行业将面临着前所未有的机遇和挑战，而由此带来的巨大商业利益也成为一些企业瞩目的焦点。随着全球经济一体化，发达国家产业调整的步伐进一步加快，一般照明电器产品生产大量向发展中国家转移，而中国又是一个比较适合的国家，一是中国具备生产这些产品的条件，
13、二是劳动力成本比较低，从而使中国逐步成为照明电器产品出口大国。 展望未来的国内市场，需求仍会呈逐年增长趋势，以下强力因素都预示着我国照明市场仍有很大的潜力可挖。基础设施建设方面：机场、铁路、港口、城市轨道交通等讯速发展，每一项工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市广场、绿地、道路、建筑物泛光照明，已从大城市发展到中小城市。根据国内外市场需求预测，我国照明电器行业的高速增长期还将继续，对未来的预测如何更加科学化是我们面临的问题。进一步提高照明产品的质量和档次进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课题，同时也是全行业共同努力的长期目标。就国内市场需求而言，人们生活水平逐步提高，对
14、生存环境质量的要求也越来越高，对照明电器产品提出更高的要求。新的建筑照明标准已完成制订工作，即将批准执行，新标准基本与国际接轨，对不同场合的照明提高了要求，也需要我们随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。声光控电路已成为人们日常生活中必不可少的必需品，它不需要开关，当有人经过时会自动的亮；广泛应用于走廊、楼道招待所等公共场所，给人们的生活、带来极大的方便。因此，得到了广泛的应用。声光控电路是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音（如击掌声）和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制各
15、种电器的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面有着广泛的用途。由于，本电路广泛应用于人们的日常生活中，所以，有很大的重用作用。该电路在设计时应用了仿真软件，来进行仿真然后才确定下来的，虽然用的仅仅是EWB软件，但是在论文中也是比较有特色。能够使人们在不知不觉中感受方便。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具
16、有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备。 降低能耗、节约能源、注重环保是当今世界的主潮流，高能耗且会加剧温室效应的白炽灯越来越不受欢迎。继公布“欧盟后年封杀白炽灯”的时间表后，世界各地陆续抛弃白炽灯已成定局，环保型节能荧光灯是白炽灯的替代者。节能荧光灯VS白炽灯，胜券在握已无悬念，但楼道照明却限制了荧光灯的使用，因为楼道照明是非持续性的，有人经过才需要光亮，而不断的开关通断会影响荧光灯的使用寿命，所以声光控白炽灯在楼道照明领域得到广泛应用。本次设计就是学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、UG、MOLDFLOW等软件技术，力求达到减小劳动强度
17、，提高工作效率，保证产品质量的目的。本次设计中得到了邱老师的指点，同时也非常感谢重庆科技学院各位老师的精心教诲。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。2 总体方案设计2.1课题分析 它主要由9部分组成：整流、稳压二极管；话筒；光敏电阻，可控硅开关等。能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果时间过长就应该减小电阻或电容的值，反之则增大。光敏电阻和话筒的高度也会使灯的时间受到影响。声光控节电开关,在白天或光线较亮时,节电开关呈关闭状态,灯不亮；夜间或光线较暗时，节电开关呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节
18、电开关。灯亮后经过40秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。该开关适用于楼道、走廊、洗涮间、厕所等公共场合，能节电并延长灯泡使用寿命。给人们的生活带来了很多的方便，受到了广泛的应用。本电路是采用分分离元件的声控延时电路，其电路原理图如下图所示（电路图见方案三），原理图说明：220V的灯充电直接整流。在输入端串联25W灯泡，输出端接可控硅（负载）供电电路稳压电路，稳压电路是给话筒放大，音频放大等提供8.2V直流电，话筒放大，可以把声音信号转换为电信号并放大，然后，经过音频放大器使信号达到足够大；检波音频信号的正半周，即：把音频信号转换为直流信号。经过延时电路以后送到控制电路，由控制电路去控制可控硅
19、，若可控硅断开，则整流电路负载断开，若导通，则整流电路负载导通。光敏控制电路把光照变成电信号，从而去控制音频信号往后边输送情况。可见：本电路灯泡要受可控硅的控制，可控硅受话筒取得的音频信号和光敏电阻的控制，从而可以实现声控和光控；灯亮的时间由延时电路的时间长度决定。2.2 设计方案从实验的主要内容与要求中可以看出该电路可以有以下几个方案2.2.1利用门电路来完成声光控的调节门电路图如2.1所示：图2.1 门电路图2.2.2 利用LM324运算放大器采用LM324运算放大器制作而成的声、光控楼梯走道延迟照明开关，采用二线制接法，可以直接取代普通照明开关，而不必更改室内原有布线。图中，接成四只电压
20、比较器的运放A1A4可采用一块单电源四运放集成电路LM324，其他元件如图所示，无特殊要求（电路图见附录）。2.2.3 采使用数字集成电路cd4011使用了数字集成电路cd4011其内部含有4个独立的与非门vd 1vd4，使电路结构简单，工作可靠性高。 电路图2.2如下：图2.2 数字集成电路在这几个方案中，由于我在学校学了数字电路和门电路，而且这个方法比较简单，又实用，能充分体现出我在校期间对所学知识掌握的程度，故此我选择了第三种方案。2.3 方案论证整流电路采用桥式整流电路，二极管稳压电路加上滤波电容。可控硅开关起开关作用，非常重要，由这个开关去控制整流电路的工作与否，从而控制灯的亮和熄。
21、稳压电路需8.2V稳定电压，并要求不高所以我们采用它话筒放大 为实现声控功能，要设制话筒放大电路，主要是由话筒拾音电路（就是把声音信号变为电信号电路，由于声音微小，所以加放大电路）和放大电路组成。光敏控制电路实现光控的功能，可以有光敏电阻来实现。音频放大电路 因话筒输出的音频信号小，不能满足检波的需要，设制二极管音频放大电路，倍数几千上万倍。检波电路 音频信号是交流信号，不用交流信号控制可控硅，需转换为直流信号，才能控制可控硅，因是小信号，要反映信号的峰值电路线变化。延迟电路在灯点亮时需要有延迟，检波输出直流电压通过延迟电路是电压消失，保持一段时间，所保持时间的长短由延迟电路的参数决定，实际上
22、延迟电路由RC电路组成，时间常数=RC，这是可控制电压。控制电路 是控制可控硅栅极的开关电路，它的输入由延时端的延时电路送来的电压控制，输出控制可控硅的导通情况。论证方案：声源产生的声音信号，经声电转换器后转换成微弱的电信号，该信号经放大后送处理器处理，处理器将幅度、频率不尽相同的一群声波信号转换成一次状态改变的控制信号，该信号经延时处理电路达到设计要求时间与设计要求功能，经执行机构直接控制负载动作。2.4 电路的工作原理声光控延时开关的电路原理图见图2.3所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路cd4011，其内部含有4个独立的与非门vd 1vd4，使电路结构简单，工作可靠性高。顾名思义
23、，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启，若干分钟后延时开关“自动关闭。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图2.3所示的方框图。图2.3 声光控延时开关的电路原理图结合图2.2来分析图2.3声音信号(脚步声、掌声等)由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经c1耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(vd1)的2脚，r4、r7是vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无
24、光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2r8c3，改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c3充电到一定电平时，信号经与非门vd3、vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，经与非门vd3、vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。二极管vd1vd4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r1降压，c2滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic等供电。常用灯光源技术性能如表2.1：表2.1 灯光
25、源技术性能种类光效/LM W-1色温/K平均寿命/h供 电白炽灯1528001000交流卤钨灯2530002000-5000交流/直流荧光灯70全系列10000交流/直流高压钠灯100-1201950/2200/250024000交流LED256400（超高亮、白光）100000直流2.5 单元电路设计与分析2.5.1 电源设计电源电路的种类繁多，如变压器降压；桥式整流全波整流；LC、RC滤波；三端稳压器稳压等。具体采用什么电路合适，则根据主体电路及执行机构不同和可靠、价廉、有效益等要求进行选用。电源的设计结构如图2-4所示。图2-4 电源的设计结构图降压稳流部分由R1C1、全桥QD和滤波电容
26、C2组成，DW稳压后得到+9V的电压，为电灯控制电路提供了工作电压。电源电路如图2-4所示。图2-4电源电路2.5.2 信号放大整形电路设计放大电路实现方法很多，除分立器件实现之外，还可采用运放，也可采用门电路等来实现。本系统放大整形电路设计结构图如图2-5所示。图2-5 信号放大整形电路图拾音器采用电压蜂鸣器HTD3514他的压电效应，既当有音响作用到压点陶瓷片上时，声震导致的绕曲变形就会产生相应的电效应。由于声电效应较小，设计了VT1，VT2，直耦式音频放大器，将信号放大，并由D2，D3，C7倍压整流再经T3倒相放大，触发单稳态电路。2.5.3 延时处理电路单稳态电路的设计555和R9、C
27、8、VT4、VT5等组成光控单稳态电路。所谓光控就是利用光敏三极管对不同光照呈现的阻抗不同，对时基电路555的四脚进行高低电平的控制，或处于等待触发状态，或处于强制复位状态。白天光照VT5呈低阻，VT2正偏置而饱和倒通。其集电极电位，即555的4脚被钳制在0.3V左右，从而是555处于强制复位状态，此时不管2脚有多大的触发电平，555均不会翻转置位。可控硅不会触发倒通，电灯无电不亮。夜晚光暗，此时VT5呈高阻而截止，VT4无偏置电流，呈截止状态。555的4脚呈高位，使555触发器处于单稳态触发状态，此时如果有声响，经拾音，放大，倍压整流后，正极性信号使VT3饱和倒通，下跳变信号加之555的二脚
28、使555翻转置位。3脚由原来的低电平变为高电平（约+8.5V），经R3限流后触发双向可控硅SCR并倒通，电灯H得电点亮。电灯点亮的时间即单稳态电路触发后高电平持续的时间（稳态时间），他取决于单稳态电路的时间常数，其大小为，Td=1.1（R9）（C8）图3-4所示电路的单稳态时间为120s，即电灯点亮后2分钟熄灭。本电路装配无须调试，但元器件的选择很重要，拾音器的选用直径较大的压电陶瓷片，HTD35A-1,目的是拾取教多的声压，他的谐振频率较低2.8Kh，对淬发的声音声压较好。V1管选用C485，的值不少于150倍。光敏三极管VT5选用暗电流Id较小,光电流IC较大3UD，降压电容选用耐压400
29、V以上的金属化纸介电容器，全桥整流的QD的反向击穿电压选用1A300V以上的器件，以确保安全。图2-6延时处理电路单稳态电路图2.6 器件的选择及检测方法IC选用cmos数字集成电路cd4011，其里面含有四个独立的与非门电路。 vss是电源的负极，vdd是电源的正极。可控硅t选用1 a400v的进口单向可控硅1 00-6型，如负载电流大可选用3a、6a、10a等规格的单向可控硅，单向可控硅的外形的测量方法是：用r1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极(如印制板图所示)，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k，这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数(注意触控制极时正负表
30、笔是始终连接说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用r100档将红表笔接外壳的s、黑表笔接d，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625a型，有光照射时电阻为20k以下，无光时电阻值大于100mq，说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1n40011n4007。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。在测试时先把指针表满偏同时将指针表打到1K档，其次：用表笔对电容进行放电，在用表进行测试，用红笔接负极，黑笔接正极；最后：看指针的偏转，且还要指针还原，如能还原就表明电容正常，不能回到原位
31、则表明电容漏电。测试漏电电容方法：用万用表的电阻挡（R*100和R*1K），将表笔接触电容器两引线。刚接触时，由于电容充电电流大，表头指针偏转角度大，随着充电电流减小，指针逐渐向R=无穷方向返回，最后稳定处即漏电电阻值。一般电容器的漏电电阻为几百至几千兆欧，漏电电阻相对小的电容质量不好。测量时，若表头指针指到或接近欧姆零点，表示电容器内部短路。若指针不动，始终指在R=无穷处，则意味着电容器内部短路或已失效。对于电容量在0.1F以下的小电容，由于漏电电阻接近无穷，难以分辨，故不能此法侧漏电阻或判定好坏。电解电容器的极性检测： 电解电容的正负极性不允许接错，当极性接反时，可能因电解液的反向极化，引
32、起电解电容器的爆裂。当极性标记无法辨认时，可根据正向连接时漏电电阻大、反向连接时漏电电阻相对小的特点判断极性。交换表笔前后两次测量漏电电阻，阻值大的一次，黑表笔接触的是正极，因为黑表笔与万用表内电池正极相接（采用数字万用表时，红表笔接电池正极）。但用这种办法有时并不能明显地区分正、负向电阻，所以使用电解电容时，要注意保护极性标记。二极管测试：二极管主要分为三种：整流二极管、稳压二极管、发光二极管；此外，还有开关二极管。先打磨引脚，再用指针表测试，因二极管具有单相导电性，所以，在测试时，红笔接负极，黑笔接正极，若是导通，且红笔接正极，黑笔接负极，为截止，则表明二极管是正常的，若不是则表明二极管是
33、坏的。注：发光二极管用10K，其它用1K档；发光二极管的光线是非常微弱的，因此，在观察是要仔细。半导体二极管的极性判别一般情况下，二极管有色点的一端为正极，如2AP1-2AP7，2AP11-2AP17等。如果是透明玻璃壳二极管，可直接看出极性，即内部连触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极。塑封二极管有圆环标志的是负极，如1N4000系别。三极管测试：和所有元件一样三极管也要打磨引脚，然后在进行测试。用手拿住元件，用指针表来回测量六次，判断出基极、是PNP型还是NPN型。 若：红笔不动PNP型； 黑笔不动NPN型。如果是NPN型：用手捏住三支引脚，用表笔测试两边引脚，并交换表笔；若指针偏转较
34、大，黑表笔接的是集电极，另一方则是发射集。如果是PNP型：步骤与NP N型一样，但当指针偏转较大是，黑笔接的是发射极，另一方则是集电极。三极管除了判断其管型和极点外，还要判断出它所处的状态，是截止、饱和、还是放大。光敏电阻：先用手拿住两只引脚，使其对着光，然后，用数字表测出值；再用握住使其背光，测出其值。图2.4 三极管可控硅的原理：可控硅是可控硅整流元件的简称,是一种具有三个PN 结的四层结构的大功率半导体器件,一般由两晶闸管反向连接而成.它的功用不仅是整流，还可以用作无触点开关以快速接通或切断电路，实现将直流电变成交流电的逆变，将一种频率的交流电变成另一种频率的交流电等等。可控硅和其它半导
35、体器件一样，其有体积小、效率高、稳定性好、工作可靠等优点。它的出现，使半导体技术从弱电领域进入了强电领域，成为工业、农业、交通运输、军事科研以至商业、民用电器等方面争相采用的元件。（如图2.5所示）。图2.5 可控硅电路图晶闸管T在工作过程中，它的阳极A和阴极K与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。从晶闸管的内部分析工作过程：晶闸管是四层三端器件，它有J1、J2、J3三个PN结图一，可以把它中间的NP分成两部分，构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导铜，必须使承受反向电压的
36、PN结J2失去阻挡作用。每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此，两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门极电流Ig流入时，就会形成强烈的正反馈，造成两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通。设PNP管和NPN管的集电极电流相应为Ic1和Ic2；发射极电流相应为Ia和Ik；电流放大系数相应为a1=Ic1/Ia和a2=Ic2/Ik，设流过J2结的反相漏电电流为Ic0,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：Ia=Ic1+Ic2+Ic0或Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为Ik=Ia+Ig从而可以得出晶闸管阳极电流为：I=(Ic0+Iga2)/（
37、1-（a1+a2） （1-1）硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数a1和a2随其发射极电流的改变而急剧变化。当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未受电压的情况下，式（1-1）中，Ig=0,(a1+a2)很小，故晶闸管的阳极电流IaIc0 晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下，从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结，从而提高起点流放大系数a2,产生足够大的极电极电流Ic2流过PNP管的发射结，并提高了PNP管的电流放大系数a1,产生更大的极电极电流Ic1流经NPN管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。当a1和a2随发射极电流增加而（a1+a2）1时，式（1-1
38、）中的分母1-（a1+a2）0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia.这时，流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。式（1-1）中，在晶闸管导通后，1-（a1+a2）0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通。晶闸管在导通后，门极已失去作用。在晶闸管导通后，如果不断的减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时，由于a1和a1迅速下降，当1-（a1+a2）0时，晶闸管恢复阻断状态。延时处理电路单稳态电路的设计：555和R9、C8、VT4、VT5等组成光控单稳态电路。所谓光控就是利用光敏三极管对不同光照呈现的阻抗不
39、同，对时基电路555的四脚进行高低电平的控制，或处于等待触发状态，或处于强制复位状态。白天光照VT5呈低阻，VT2正偏置而饱和倒通。其集电极电位，即555的4脚被钳制在0.3V左右，从而是555处于强制复位状态，此时不管2脚有多大的触发电平，555均不会翻转置位。可控硅不会触发倒通，电灯无电不亮。夜晚光暗，此时VT5呈高阻而截止，VT4无偏置电流，呈截止状态。555的4脚呈高位，使555触发器处于单稳态触发状态，此时如果有声响，经拾音，放大，倍压整流后，正极性信号使VT3饱和倒通，下跳变信号加之555的二脚使555翻转置位。3脚由原来的低电平变为高电平（约+8.5V），经R3限流后触发双向可控
40、硅SCR并倒通，电灯H得电点亮。电灯点亮的时间即单稳态电路触发后高电平持续的时间（稳态时间），他取决于单稳态电路的时间常数，其大小为，Td=1.1（R9）（C8）图2.6所示电路的单稳态时间为120s，即电灯点亮后2分钟熄灭。本电路装配无须调试，但元器件的选择很重要，拾音器的选用直径较大的压电陶瓷片，HTD35A-1,目的是拾取教多的声压，他的谐振频率较低2.8Kh，对淬发的声音声压较好。V1管选用C485，的值不少于150倍。2.7 安装制作准备好全套元件后，用万用表粗略地(因出厂前已测量过)测量一下各元件的质量，做到心中有数。焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，
41、紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。表2.2 元件清单表元件清单表序号名称型号规格位号数量序号名称型号规格位号数量1集成电路CD4011IC1块10电阻器2.2M、5.1MR4/R61支2单向可控硅100-6T1支11瓷片电容104C11支3三极管9014VT1支12电解电容10f/10VC2、C32支4整流二极管1N4001VD1-VD55支13前后盖、红面纸1套5驻极体542DBBM1支14印制板、图纸1套6光敏电阻625ARG1支15元机螺丝R1.5 * 62粒7电阻器10K
42、、120KR6、R12支16自攻螺丝R1.5 * 85套8电阻器47KR2、R32支17元机螺丝R1.5 * 252粒9电阻器470K、1MR7、R52支18铜接线柱、塑料接线柱各两个LED使用注意事项：（1）由于LED的工作电压变化0.1V，工作电流可能变化20mA左右。为了安全，普通情况下使用串联限流电阻，极大的能量损失显然不适合太阳能草坪灯，并且LED亮度随工作电压变化。采用升压电路是一个好办法，也可以用简单的恒流电路，总之一定要自动限流，否则将损坏LED。（2）一般LED的峰值电流50100mA，反向电压6V左右，注意不要超过这个极限，尤其在太阳能电池反接或者蓄电池空载，升压电路峰值电
43、压过高时，很可能超过这个极限，损坏LED。（3）LED温度特性不好，温度上升5，光通量下降3%，夏季使用要注意。（4）工作电压离散性大，同一型号，同一批次的LED工作电压都有一定差别，不宜串联使用。一定要并联使用，应该考虑均流。（5）超高亮白光LED色温为6400k30000k。目前，低色温的超高亮白光LED尚没有进入市场，因此用超高亮白光LED制造的太阳能草坪灯光穿透能力比较差，所以在光学设计上要注意。（6）静电对超高亮白光LED影响很大，在安装时要有防静电设施，工人要佩带静电手腕。受静电伤害的超高亮白光LED当时可能凭眼睛看不出来，但是使用寿命将变短。2.8 装调试及故障分析2.8.1安装
44、调试打开电源，给系统加上激励信号源（如系统的啪手声、打击声），用眼睛直接观察灯泡是否亮和按时熄灭。强光下，用手在麦克风附近拍打，看发光二极管是否发光。若灯亮了，则应该用2中的方法来判断故障部位，并加以改正。用手遮住光敏电阻，还是用手在麦克风附近拍打，看等是否亮，若亮了，再观察它到底能够亮多久，若不能够准确定时40秒钟，要及时修改元件参数，让其准确定时。2.8.2故障寻、检常用方法直观检查法 电阻法 电压法 电流法通过眼、耳、鼻、手来查找故障部位。即是看元器件有无断线、互碰、烧焦、脱焊等现象；听声音有无异常；闻有无焦味；摸器件是否过热等。用普通万用表的欧姆档检查各点的阻值，粗查是否有短路、断路或
45、元器件错焊等情况。用万用表测量电路中各点对地的电阻以及元器件的阻值，以此来判断故障部位测量晶体管的管脚电压和集成块各脚的电压或波形，据此电压值判断故障。测量晶体管的管脚电压和集成块各脚的电压或波形，据此电压值判断故障。调试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。如用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将ab分别接在电灯的开关位上，用手轻拍驻极体，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，这时即
46、告本套件制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。2.9 部分数值计算单管放大电路参数的设置：经测试，得知r=164,实测9013的导通电压为Uon=Ube=0.4V，给定电源电压Vcc=+6V。在静态工作的时候，要使三极管发处于放大状态，则Vce一般取大于2V小于Vcc的2/3。又由于Vce是根据公式Vce=Vcc-Vr4-Vr5,Vr4+Vr5=(Rc+Re)*Ice而得,而Ice=(Vr3-0.4)/Re,Vr3=Rb2/(Rb2+Rb1)*Vcc先假定Rb2=6.8K，则有：Rb1=75K，Rc=24K，Re=2K。此时，Ice=(Vr3-0.4)/Re=0.1mA,Vce=Vcc-(Rc+Re)*Ice=3.43VVbe=0.4+Ice*Re=0.50V这些参数满足使三极管工作在放大状态。Au的计算：Au=Uo/Ui=-(r*Rc)/Rbe其中r=164, Rbe=Rbb+(1+r)*Ut/Ice,Ut=26mV经计算得出：Rbe=43.1k, Au=95.47。C1的作用是对电源进行滤波，通常取得较大，这里取C1=100UF。R1取10K是为了给麦克风起保护作用。3 结 论白天当光线照射到光敏电阻上时，其通过感应使电路封锁声音通道，使声音脉冲不能通过，则灯泡不受声音控制，即声控传感器暂时失去作用，灯泡
