声光控节能开关设计

声光控节能开关设计

发表时间：2014-07-29T09:48:08.763Z 来源：《职业技术教育》2014年第5期供稿作者：覃猛

[导读] 公共场所和居民住区的公共楼道普遍使用机械手动开关，由于各种原因往往出现许多灯泡长明现象。

覃猛（广西经贸高级技工学校广西梧州543199）

摘要：构建节约型社会，公共场所照明控制手段采用声光控节能型开关能很好地解决问题，可广泛应用于人群流动较为随机的公共场所，如走廊、电梯口、公共卫生间等，同时也大大减少了维修量、节约了资金，效果较好。本文根据电子技术课程中所学知识来设计一种具有微功耗、声光控制、高灵敏度的声光控节能型开关，从生活实践角度提出了电工专业课程实践教学课题开展的主要方法。

关键词：声光控延时节能开关设计

一、引言

公共场所和居民住区的公共楼道普遍使用机械手动开关，由于各种原因往往出现许多灯泡长明现象，故使灯泡寿命短，浪费电量，给国家、单位、个人造成经济损失。另外，由于频繁开关或其他人为因素，墙壁开关的损失率很高，既增大了维修量、浪费了资金，又容易造成事故隐患。因此，设计研制一种电路新颖、安全节电、结构简单、用在公共场所和居民居住区的公共楼道自动开关显得相当有必要，使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便又省电。同时在本文中又增加了一种功能，即用声音信号来控制灯的开断，这样使开关变得更加方便有效。

二、总体电路设计

1.声光控节能开关电路设计工作原理。本文的工作电路图如下图1：

图1.整体电路原理

2.声控开关电路设计工作原理:交流电220V通过灯炮后通过四个二极管整流变为直流电压。在电路中四只普通三极管（Q1、Q2、Q3、Q4）起开关作用。三极管分别有E、B、C三个电极，当B极电压达到0.6V三极管就导通工作，把C、E两极导通对地。在电路中三极管导通时，把电阻供来的电源对地短路，使可控硅没有触发，不能导通工作。

三、PCB电路的制作

1.原理图设计：采用protel DXP 2004 SP2软件对原理电路进行设计，得到如图1所示的原理图。

2.印制电路板设计：在protel DXP 2004 SP2软件中，根据所绘制的原理图文件创建PCB文件，对元件封装进行布局摆放，设置设计规则，进行自动布线。

3.打印印制板电路图：对电路进行页面设置→打印机设置→打印预览→最后打印。采用激光打印机或喷墨打印机对热转印纸进行打印。将绘制好的电路板用转印纸打印出来，注意光滑的一面向上。

4.PCB电路图的转印：按使用面积对覆铜板进行剪切，将覆铜板裁成电路板的大小，不要过大，以节约材料。覆铜板的表面进行清洁，用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉，以保证在转印电路板时，热转印纸上的碳粉能牢固地印在覆铜板上，打磨好的标准是板面光亮，没有明显污渍。把热转印纸上打印的电路图盖在清洁了的覆铜板上面，把印有电路板的一面贴在覆铜板上，对齐好后把覆铜板放入热转印机，放入时一定要保证转印纸没有错位。

5.覆铜板的腐蚀:用一份三氯化铁和二份水的质量配制成三氯化铁溶液——腐蚀液，倒入塑料容器中，把转印好的覆铜板放入腐蚀液中。为了加快腐蚀速度，可适当增加三氯化铁的浓度。

6.PCB板的打孔:将带有定位锥的专用钻头装在微型电钻（或钻床）上，对准电路板上的焊盘中心进行钻孔，定位锥可以磨掉钻孔附近的墨粉，形成一个非常干净的焊盘。配制酒精松香助焊剂，对焊盘涂盖助焊剂进行保护。

四、元器件的装配

先对各个元器件进行性能测试，然后安装到电路板相应位置，并对电路进行调试。如下图2：

图2.安装后电路板的正反面效果

五、收获和体会

声光控节能开关电路的优点是电路简单、设计新颖、安全节电等。实际应用表明，其性能稳定，控制可靠，使用寿命长；并且通两种模式的切换增加了开关的可使用性，具有一定的节能意义和广阔的市场前景。