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1、声光双控节电灯的制作,1了解声光双控节电灯的电路的结构及工作原理。2通过对声光双控节电灯的组装、调试和检测,进一步掌握电子电路的装配技巧。3 熟悉光敏三极管、555时基电路、双向晶闸管在电路中的具体应用。,一、目的和要求,二、设备与元器件 1:1 隔离变压器 2.万用表 3.常用工具一套4.元器件选择,见表,声光双控节电灯元器件配置,三、电路原理,1.声光双控节电灯电路图,2.工作原理,利用一块时基电路及少数外围元件可能组成声光双控节电灯。白天,由于光线照射,该灯始终处于关闭状态,一到晚上,该灯只要收到一个猝发声响(如脚步、击掌声),灯就自动点亮,而后延迟一段时问又会自行熄灭,达到节电的目的。
2、装置省去了能耗大、笨重且易产生热量的电源变压器,具有结构简单、自耗电少、性能稳定、灵敏度高、通用性强等特点。,如上图所示,该电路由电源电路、声电转换及放大电路、单稳态延时电路和光控电路组成。,为了确保用电安全,220V交流市首先经过1:1 隔离变压器,隔离变压器的初、次绕组级之间没有电的联系,次级任一线与大地之间没有电位差,所以人接触任一线不会触电。但如果同时接触两线也会触电。(1)电源电路。由C1、Rl、VD、VS及C2组成。交流市电经C1电容降压,VD整流,VS稳压,再由C2滤波后供给整个电路工作。电路采用电容降压,与使用变压器相比,不但缩小了体积,杜绝了噪声,而且也减小了电路能耗。(2)
3、声电转换及放大电路。由HTD、V1、V2等组成。声控元件采用压电陶瓷片HTD,它对猝发声响极为敏感,作为声-电换能元件。它将声响信号转换为相应的电信号后,通过C3耦合至,V1、V2组成的直耦式双管放大器进行放大。该放大器由R2、RPl提供偏流,调节RP1,可改变放大器的增益,用以控制声控灵敏度。R4为直流负反馈电阻,用来稳定工作点。C4为交流旁路电容,用以补偿放大器的交流增益,R3为放大器的输出直流负载电阻,放大后的负脉冲信号经C5去触发单稳态延时电路,达到控制负载的目的。,(3)单稳态延时电路。由555时基集成电路、R6与C6组成延时回路。延时时间。稳态时,555集成块3脚输出端为低电平,当
4、其2脚触发端得到一负脉冲触发信号时,电路即进入暂态,输出端3脚立刻翻转为高电平、触发双向晶闸管VT导通,灯泡EL发光。此后,电源经R6向C6充电,当C6端电位升至约2/3VCC,(4)光控电路。由555时基集成电路、V4、晶闸管等组成。在白天,由于光照度较强,V4的e-c间呈低阻态,为V3提供了一个较大的偏置电流,使其饱和导通。此时,V3的集电极即555集成块的强制复位端4脚被强制为低电平,555集成块处于复位,电路又自动回复到初始稳定状态,3脚恢复低电平。此时,可控硅因失去触发电路而关断,灯泡熄灭,控制电路暂态结束,进入稳态,等待下一次触发脉冲。图中R5和RP2组成分压电路,为集成块的触发端
5、提供一个开门阈值电平,调节RP2,使触发端2脚的电压略大于 1/3Vcc,迫使3脚输出低电平。当2脚一旦出现负脉冲信号时,单稳态电路即动作,适当调节RP2,也可改变控制灵敏度。,状态,使其输出端3脚恒为低电平,双向晶闸管因无触发电流而关断,灯泡EL不亮。因此,白天不管声控信号如何增强,555集成块的3脚始终为低电平,VTH关断,达到白天停止照明的目的。晚间,由于光线明显减弱,V4因无光照而使e-c间呈高阻状态,使V3截止,555集成块强制复位端4脚为高电平,555集成块退出复位状态,电路可受控制。改变R9的值,可以控制光控灵敏度。,四、内容和步骤,1、元器件的检测:(1)、使用万用表测量电阻,
6、检查电容器和电位器。(2)、使用万用表欧姆档测量V1、V2、V3、V4三极管和VS、VD二极管,判断其好坏。,2手工绘制印制板图(在坐标纸中完成),手工绘制印刷电路板图的具体方法:(1)建议在坐标纸上根据电路原理图按11比例用铅笔绘制印刷电路板图,在考虑器件封装关系的基础上合理布局,表现在:元器件的大小、排列位置、焊盘尺寸、过孔尺寸、安装孔尺寸、抗干扰等。(2)反复校对原理图,并找出元器件实物放到各自的位置,注意调整孔距、走线等。(3)手工制作印制板(誊印、腐蚀、钻孔、上锡、焊接)。,在正确绘制印刷电路板图的基础上可以实际制作印制板了,具体六步骤:(1)把设计好的1:1图纸剪下来,用透明胶贴在
7、单面敷铜板的铜面上,通过誊写纸把图誊写在单面覆铜板上。(2)用冲子在焊盘、过孔中心点敲一下,形成凹进去的小坑(保证钻孔时不打滑),然后打孔,全部打完后撕下图纸(本步也可以在腐蚀后执行)。(3)用毛笔蘸油漆描线路(或用质量较好的记号笔描,线路,或用修正液描),描写时线条利索、转弯处平滑,力求美观,待阻溶剂干后就可以腐蚀了。(4)腐蚀液一般用三氯化铁加水配置而成,三氯化铁为土黄色固体,易于吸收空气中的水份,应密封保存;三氯化铁具有一定的腐蚀性,最好不要弄在皮肤上和衣服上)。配置三氯化铁溶液时一般是用40%的三氯化铁和60%的温水(不是热水,以防油漆脱落),一般腐蚀液浓度稍高一点、晃动待腐蚀的覆铜板
8、、水温适当时可使反应速度加快(注意:腐蚀是从边缘开始的,当未描油漆的铜箔被腐蚀完后应该及时取出电路板,以防油漆脱落后腐蚀掉有用的线路)。,(5)用清水冲洗,同时用竹片等物刮去油漆(用力不要过猛,不要损坏铜箔线或盘)。(6)擦干,用砂纸打磨干净,露出闪亮的铜箔,用松香溶液涂一遍打磨好的电路板(既可以助焊又可以防止氧化),至此印刷板完成。,3.元器件的安装,(1)、元件焊接部位上锡。(2)、将电阻器、电容器、晶体管插入印制板相应位置。注意,电解电容器的极性和晶体管的管脚不要插错。,声光双控节电灯PCB板装配图,(3)、焊接元器件时,注意保留元器件引线的适当长度,焊点要光滑,防止虚焊和搭锡。焊接55
9、5时基集成电路时,宜将电烙铁的插头拔掉,利用余热焊接。(4)、通电前的检查。再一次对照电路图和印制板,仔细核对元器件的位置是否正确,极性是否正确,有无漏焊、错焊和搭锡。(5)、用万用表R1K档测交流是输入两端之间的电阻,R输入=_,正常值应大于500。若阻值很小,说明有短路现象,应先排除故障,再通电调整。,4、各部分电路的调试,(1)单稳态延时电路调试:断开V4和电容C5,使光控和声控制部分脱开,接着将RP2大约旋至中间位置,使555时基电路触发端大约处在VCC2左右,并用一个10k 左右电阻并联在R6两端,以缩短延时时间。电源接通时,由于控制端6、7脚初始通电时为低电平,输出端3脚应为高电平
10、,晶闸管导通,灯泡EL亮;约数秒钟后,灯泡EL自灭,表示延时部分工作正常。然后,手握,通电后,测量C2两端的直流电压应有810V左右,这表明电源电路工作正常,方可进行其他电路的调试。,镊子或螺钉旋具小心碰触555集成块的2脚,EL应立即发光,而后延时熄灭,适当调节RP2,直试到动作正常为止。一般,只要使555集成块的第脚电压大于VCC3 即可正常工作。,(2)声控放大电路调试:RPl调到中间位置,通电后先用一器具轻轻敲击陶瓷片,灯泡应发光,然后延时自灭。接着击掌,灯泡应亮,后延时自灭,再拉开距调试,细心调节RPl、RP2直到满意为止。调节上述两电位器,灵敏度最高时,其控制距离可达8m,为了保险
11、起见,灵敏度调在5m位置最合理。,(3)光控电路调试:接上V4,使受光面受到光照,接通电源,测量V3的集电极电压应接近零,这时不管如何击掌或敲击压电陶瓷片,EL不发光为正常。然后挡住光线,使光电管不受光照,击掌一下,灯泡即亮,后延时自灭,表示光控部分正常。适当选择R9,可改变光控灵敏度,这可根据所处环境而定。(4)调试完毕,将R6上的并联电阻去掉,可根据需要适当调整R6,以获得所需延迟时问。最后用环氧树脂封固,防止振动而改变参数。,五、撰写报告,按要求格式撰写实训报告,主要内容:(1)声光双控节电灯电路的工作原理;(2)电路板的制作及安装;(3)调试过程中出现的门题及解决方法;(4)实训的心得体会。,六、思考题(1)555时基集成电路有哪几种基本工作模式?(2)若C1开路,电灯会亮吗?为什么?,