声光控电路设计报告

设计任务

声光控照明电路的主要原理：利用光学、声学和电子学的原理，即用光敏三极管和声音传感器将光亮程度和声音信号转换成电信号，从而推动晶闸管导通使电路正常工作。作为一个智能化声光控照明电路应具有以下功能：

①白天电路呈封锁状态，电路不工作；

②夜晚电路随声音信号而工作，点亮灯泡；

③点亮灯泡并可以延时30s。

●工作原理

在接通电源的情况下，根据光亮程度决定电路是否工作。当光亮程度低时，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，该电信号经放大电路放大后送到处理器处理，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的时间与设计要求的功能，从而点亮灯泡。

●原理框图

实际上这是一个由声、光双重控制的电路，其主要作用是，在夜晚或光线较暗的时间段，当外部环境中有任何声音发出时（如有人走过），灯泡将自动点亮，约1分钟后又自动熄灭；而在白天或光线强烈的时候，无论外部环境中是否有声音发出，灯泡都不会被点亮，达到节能的目的。

●电源

声光控制电路要正常工作，需要约+12V左右的电源电压，其供电过程如下：在灯泡不亮时，220V经灯泡和桥式整流电路后，在TP1点得到约100V左右的直流电压（电压大小视灯泡瓦数而定），经R1降压，D5隔离、DW稳压后，在C1（TP2点）端得到约12V的直流电压，为后面的声光检测电路供电。

●受控电路

该电路中，灯泡的点亮与熄灭由可控硅（VT）控制：当可控硅导通时（可控硅的A、K极相当于开关接通），220V电源将通过桥式整流电路、可控硅为灯泡供电，灯泡发光；而当可控硅截断时，灯泡供电回路被阻断，不能发光。

而可控硅是否导通，取决于其控制级（G）是否有触发电压，该触发电压来自于声音和光线检测电路，当“光线暗、有声音”这两个条件同时满足时，声光检测电路将产生一个触发电压送给可控硅G级，并且该电压每次只能维持约1分钟左右；当“光线暗、有声音”这两个

条件有一个不满足时（即白天、晚上但无声），声光检测电路均不会使触发电路产生触发电压，可控硅也就不会导通。

●声控部分（声音检测电路）

声音检测由MIC（驻极体话筒）完成，当外部环境中有声音发出时，话筒+端（TP3）将输出交流音频信号，该交流信号经Q1放大后，从R5、C3端耦合输出，然后经R6、R7送至Q2、和Q3，若声音信号能正常到达Q2的基极，则信号中的正半周部分将使Q2导通，Q2导通后，Q3也将跟着导通，此时，+12V电源将通过Q3和D6快速给电容C4充电，只要瞬间发出的声音即可以使C4上充足电压（约6-8V），该电压经R12送到可控硅的控制级G，使可控硅导通，灯泡发光。随着电容C4上电压经可控硅放电，C4（TP6）电压将慢慢降低，当降到一定程度时（实测约0.9V以下），该电压不足以维持可控硅继续导通，可控硅将截断，灯泡熄灭。直到下一次有声音时C4被重新充电才能再次导通。按图中参数，C4的容量所充电压大约能维持可控硅导通1分钟左右，增大或减小C4的容量，可以延长或缩短灯泡发光的时间。

●光控部分（光电检测电路）

光线检测电路主要由光敏电阻RG完成，该电阻的特点是，当照射到该电阻受光面上的光线弱时（比如晚上时），该电阻将呈现很大的阻值（MΩ以上）；而当照射到其受光面上的光线较强时（白天时），其阻值将急剧减小，相当于一个很小的电阻，正是由于白天时RG呈现出较小的阻值，故即使话筒接收到声音信号，当声音信号经过R6和RG组成的分压电路时，只会在RG上产生很小的压降，即相当于被RG旁路到地，不能到达Q2的基极，从而使Q2和

Q3都处于截止状态，C4无法得到充电，可控硅得不到触发电压处于截断状态，灯泡不发光。

原理图

电路调试与问题

问题：零线和火线短接

因为板子比较小所以零线和火线距离很近容易交火短路

解决方法：

将火线和零线相连的电焊接间隔调大，将零线和火线间的铜片用锯条去除。

将零线和火电的链接处尽可能不露出。

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，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。

调试前，先将焊好的电路板对照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，将电源接上，用手轻拍驻极体话筒，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体话筒，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，这时

开关就制作成功。若没有实现相应的功能，请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。

功能测试与结论

当光敏电阻受到强光刺激时，无论如何发出声音灯泡都不会被点亮。当光敏电阻被遮挡后，发出响声，灯泡被点亮，过31s左右的时间，灯泡自动熄灭。

经过多次的测量声光控电流功能完好。

设计总结体会

本次我设计的题目是声光控楼道灯开关设计，这是一种声音和光照双重控制的照明灯开关，它可以用于楼梯、过道、库房等场合。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会使灯泡发亮。夜晚光暗，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动点亮灯泡为行人照明，过几十秒后又自动熄灭，节约电能。本设计思路清晰、逻辑合理，将我所学的专业知识得到了全面的运用，更提高了我的专业知识水平。

在电源设计中要根据其主体电路及执行机构不同，要求可靠，价廉，有效益。由于此开关在光线较暗时是否接通取决于声音的强弱，因此为加强其工作效应，设计了信号放大整形电路，微弱的信号经过此电路加工也能使开关正常工作。

这次项目设计将我学到的知识得到了很好的应用，深化了传感器应用、模拟电子设计的认识，使我在设计的实践中获得新知。这次实践操作，我不仅仅得到的是课本上的东西，更重要的是我通过自己的独立动手，我学会了分析电路、设计电路的步骤以及计算机辅助作图等。在此设计中利用到了三极管的放大、光敏效应，特别是让我温习了传感器的知识与应用，进一步巩固和掌握了前面所学的基础知识，加深对了对模拟电路、模数转换的理解，对元器件的使用更加深刻。