声光控制延时开关电路的设计及制作

作者/殷希中，阜阳技师学院



声光控制延时开关电路的设计及制作

作者/殷希中，阜阳技师学院

文章摘要：在日常生活中，声光控制延时开关是比较常用的，直接关乎到人们的生活质量。特别是在能源趋于匮乏而新能源还没有得到广泛利用的今天，通过调整电路设计达到节约能源的目的是切实可行的。目前，中国已经将能源节约纳入到长期发展战略中，进行声光控制延时开关的设计过程中，通过电路设计实现电路的自动控制。本论文提出声光控制延时开关电路的设计方案，所设计的电路具有声音控制和光控制的功能，且延时时间可以根据使用环境自行设定，不仅成本低，而且安全可靠，可以达到节约能源而使用便利的效果。

关键词：声音控制；光控制；自动控制；延时开关；制作

在我们的日常生活中，声音和光是生活环境中的重要组成部分，几乎是随处可见。将声音和光作为可利用资源，则可以为我们的生活带来诸多的便利。在能源日趋紧缺的今天，节约能源成为国家发展的战略主题，并渗入到生活的各个领域中。电是生产、生活中不可或缺的。要实现电力能源节约，就要提高电能的可利用效率，避免浪费。要将节约落实到细微之处，就要从生活的角度出发，将声音和光充分作为可利用资源，与电能使用情况建立密切关联，以提高电能的使用价值。

1.声音控制照明电路的设计原理

声音控制照明电路的设计以声学原理和电子学原理为主，利用声音传感器将所接收的声音信号转换为电信号。触发器接收到电信号之后就会触发，电路开始运行。声音控制照明电路是智能化电路，可以受到声音的控制而使得电路导通或者断开。对声音的来源没有明确的选择性，可以是口哨声，也可以是汽车声音等等。声控电路对声音的敏感度决定了电路响应的时间，两者成正比。

声音控制照明电路的设计中，所使用的电路元器件为声音传感器，要求要对声音具有较高的敏感度。在电路设计上，安装在控制电路的前端，而且还要将信号传感条件设置好，以使声音高于所设置的分贝才可以启动自动控制开关。通常情况下，根据环境不同，自动控制开关会对20分贝至40分贝的声音响度具有较高的敏感度。当声音传递出来并转换为电信号后，就会使得触发器启动，推动照明电路导通。因此，需要所选择的触发器要对声音的敏感度较高，且触发时间短。

2.光控制照明电路的设计原理

光控制照明电路的设计中，要使电路能够有效地发挥功能，就要选择高质量的电路元器件，特别是光敏元件，是促使电力发挥功能的主要元件，要对其各项参数有所严格要求。所以，在电路元器件的选择上，要求元器件具有较高的敏感度，而且能够稳定运行，以保证电路运行中各项参数精确可靠。电路处于运行状态的时候，不仅电路元件起到了一定的作用，还需要关注外接电源。有必要在光控制照明电路的时候，在电路中还可以设计一个稳压电路，以确保电路运行稳定，各个元器件能够正常发挥功能[1]。

光控制照明电路设计的主旨是电路随着光照强度不断地变化而阻抗也会有所变化，实现这一功能的元器件是光敏元件，可以对得到设定轻度的光信号所转换的电信号以控制，电信号经由传感器传递给触发器，照明电路接受到电信号之后就会实现电导通。在进行光控制照明电路设计的时候，要对使用环境有所考虑，以确保设计方案可行。特别是元器件对光的敏感度以及电路运行的稳定性，都是在设计中需要重点考虑的，以使光控制照明电路能够发挥自控功能。

3.延时电路的设计原理

延时电路的设计是采用电子计数器定时、计数，使电路运行智能化。

延时电路的设计中定时器的选用需要考虑的电路构成包括硬件、软件，也可以采用软件和硬件相结合的构成方案。定时器为硬件构成，其运行中具有较高的灵敏度，工作效率也很高，但是缺乏通用性，所以，对应用领域具有选择性。定时器为软件构成，是通过执行程序进行定时控制的，其运行中具有较高的灵敏度和通用性，但是工作效率比较低[2]。将软件和硬件相结合而设计的定时器，兼顾了软件构成和硬件构成的优点，通过硬件控制提高定时器的灵敏度和使用效率，而软件设计在通过编程的方法将延时常熟以确定。为了使电路的功能更为完善，还需要在确保延时电路能够正常工作的同时，还需要在设计电路的时候，考虑延时结束需要发出提示信号，以确认控制电路的工作状态。

4.声光控制延时开关电路的设计

■4.1声音传感器的选择

声音传感器的主要功能是将所接收到的声音信号转换为电信号。在信号转换的过程中，如果电信号比较弱，还可以设计功放电路对电信号放大。当信号转换成功之后，通过声控就可以导通电路，使照明开关启动。

■4.2光敏电阻器的选择

开关实现光控制，所能够发挥功能的是光敏电阻器。其是利用半导体所具有的光电效应而制作成的电阻器，随着光的强弱变化，电阻值也会有所改变。入射光的强弱与电阻值成反比[3]。光敏电阻器可以对光的强弱程度进行测量和控制，并转换为电信号。为了使用光敏电阻器能够对光有效吸收，对于照明开关控制的光敏电阻器设计为薄片结构。当光敏电阻器接收到充足的光之后，在薄片上面的光敏层受到光的激发后就会产生电子，起到增强电路的电流的作用。

■4.3定时器的选择

定时器的选择上，考虑到定时电路为集成电路，定时器选择软硬件混合设计结构。这种集成电路既可以延长时间，所产生的脉冲信号更为多样。

5.声光控制延时开关电路的设计

声光控制延时开关电路运行要经过几个流程：

声音信号转换为电信号→比较电压→光敏电路运行→电子开关启动→延时电路启动→交流开关启动

其工作原理是：声光控制延时开关电路可以将光资源充分地利用起来，夜晚则转换为声音控制，延时元件对运行时间以有效控制[4]。图1为声光控制延时开关电路的设计图。

图1　声光控制延时开关电路的设计图

在声光控制延时开关电路的设计上，主要包括四个组成部分，即电源电路、声控电路、光控电路和延时电路。受到控制的是低于100瓦的的灯泡。当脉冲直流电压达到220伏左右的时候，就会通过降压的方式对电路以控制，同时还利用起正向的特性稳压，工作的时候，以其所发出的光作为电源指示灯。

从控制电路的组成上来看，主要包括R2、R3、R4、C2、驻极体话筒和三极管。控制电路运行的过程中，当光线较强的时候，光敏电阻的电阻值就可以达到1000欧姆。其与VT1的两级c和e是并联的，因此，可以始终处于低电压状态。夜晚，光敏电阻就会发生作用，其电阻值达到1M欧姆的时候，VT1就会有所放大，没有声音的时候，VT1处于低电压状态，当有声音信号出现，MC就会接收，驻极体的话筒两端就会处于低压装填，此时，集电极的点位就会上升，使得出发晶闸管被导通，等就会亮起来了。

6.声光控制延时开关电路的制作

本次控制电路的设计采用的是PROTEUS软件，电流设计为模拟电路和数字电路混合设计，声音控制和光控制运用仿真平台、模拟电路。电路设计完成后，通过仿真实验。设计工作完成后，开始选购电子元器件，进行电路的实际安装工作，并进行调试。

光控制的调试过程中，要将光敏电阻器使用没有透光性的物体挡住，对电路声音信号的敏感度进行测试，诸如拍手、吹口哨或者大声讲话等等，制造各种声音对声控效果进行测试。针对不符合设计指标之处，要进行调节，以确保声控效果符合设计要求[6]。

声音控制的调试过程中，对光的强弱要在光敏电阻上调节，对电路的光敏感度进行调试。将光线调暗之后，当暗到低于设定光敏值，就会转换到声控电路运行状态。

7.结语

综上所述，声光控制延时开关电路的设计上，是以节约能源为目的而对照明电路进行声音控制和光控制设计。电路设计中所采用的主要元器件为声音传感器和光敏电阻器，对照明电路进行智能化控制，不仅控制电路设计简单，使用便利，而且能够起到节约能源的作用。

【参考文献】

＊1]蒋雪梅.声光控制节能开关电路设计的研究与探索[J].新课程:教育学术，2011(04)：151—152.

＊[2]罗庚兴.声光控延时开关电路的分析与仿真[J].佛山科学技术学院学报（自然科学版），2015(02)：80—83.

＊[3]王君莉.基于CD4011的声光控延时节能开关电路系统设计[J].价值工程，2014(31)：59—60.

＊[4]林雪娃.声光控延时开关电路的制作[J].职业（下旬），2013(06)：95—96.

＊[5]汤莉莉，黄伟，王春波.基于AT89S52单片机的声光控制开关设计[J].现代电子技术，2013(16)：140—142.

＊[6]黄晓灵，孔龙.浅谈用数字集成电路制作声光控延时开关[J].数位时尚月刊，2013(16)：68—68.