声光双控节电灯的制作

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,模,电,拟,技,子,术,广西机电职业技术学院电气系,实,训,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,序 号,代 号,名 称,型号规格,备 注,1,R1,电阻,RT0.5W1M5%,2,R2,电阻,RT0.25W6.85%,3,R3,电阻,RT1W35%,4,R4,电阻,RT0.25W15%,5,R5,电阻,RT0.25W1005%,6,R6,电阻,RT0.25W2005%,7,R7,电阻,RT0.25W22K5%,8,R8,电阻,RT0.25W3305%,9,R9,电阻,RT0.25W205%,10,RP1,电位器,220K,11,RP2,电位器,1K,12,C1,涤纶电容器,0.47F,13,C2、C6,电解电容器,100F,14,C3、C4,圆片电容器,0.47F,15,C5,圆片电容器,0.02F,16,C7,电解电容器,0.1F,17,555,555时基电路,NE555,18,VS,稳压二极管,2CW56,19,VD,二极管,IN4002,20,V1、V2、V3,三极管,9013,21,V4,光敏三极管,3DU5,22,VTH,双向晶闸管,BCR1AM,23,EL,电灯,40W/220V,24,HTD,压电陶瓷片,25,PCB,印制电路板,26,坐标纸,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。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,C,1,、R,l,、VD、VS及C,2,组成。交流市电经C,1,电容降压，VD整流，VS稳压，再由C,2,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）,声电转换及放大电路。由HTD、V,1,、V,2,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C,3,耦合至,V,1,、V,2,组成的直耦式双管放大器进行放大。该放大器由R,2,、RP,l,提供偏流，调节RP,1,，可改变放大器的增益，用以控制声控灵敏度。R,4,为直流负反馈电阻，用来稳定工作点。C,4,为交流旁路电容，用以补偿放大器的交流增益，R,3,为放大器的输出直流负载电阻，放大后的负脉冲信号经C,5,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、R,6,与C,6,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R,6,向C,6,充电，当C,6,端电位升至,约,2/3V,CC,（4）光控电路。由,555时基集成电路、V,4,、晶闸管等组成。在白天，由于光照度较强，V,4,的e-c间呈低阻态，为V,3,提供了一个较大的偏置电流，使其饱和导通。此时，V,3,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R,5,和RP,2,组成分压电路，为集成块的触发端提供一个开门阈值电平，调节RP,2,，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RP,2,，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，V,4,因无光照而使e-c间呈高阻状态，使V,3,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R,9,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，检查电容器和电位器。,(2)、使用万用表欧姆档测量V,1,、V,2,、V,3,、V,4,三极管和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、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,555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V,4,和电容C,5,，使光控和声控制部分脱开，接着将RP,2,大约旋至中间位置，使555时基电路触发端大约处在,V,CC,2左右，并用一个10k,左右电阻并联在R,6,两端，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，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C,2,两端的直流电压应有8,10V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RP,2,，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V,CC,3 即可正常工作。,（2）声控放大电路调试：RP,l,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RP,l,、RP,2,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，为了保险起见，灵敏度调在5m位置最合理。,（3)光控电路调试：接上V,4,，使受光面受到光照，接通电源，测量V,3,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R,9,，可改变光控灵敏度，这可根据所处环境而定。,(4)调试完毕，将R,6,上的并联电阻去掉，可根据需要适当调整R,6,，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C,1,开路，电灯会亮吗？为什么？,