子任务1-2-1 熟悉声光控楼道灯电路

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熟悉声光控楼道灯电路制作声光控楼道灯电路2

项目一声光控楼道灯电路的制作

任务1-2制作声光控楼道灯电路子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路一、工作任务：熟悉声光控楼道灯电路的结构，理解其工作原理；对整体电路进行分解，并指出声控、光控、延时开启、触发控制、稳压和晶闸管主回路等单元电路，识别各元器件在电路中的符号、文字标识和作用。二、任务分析：本声光控楼道灯电路的结构是由声控（音频放大）、光敏电阻控制、触发控制、稳压和晶闸管主回路电路组成，其控制部分采用了CMOS集成与非门电路CD4011，与晶闸管BT151配合，实现楼道灯的声光控制功能。三、实施要求

熟悉声光控楼道灯电路的结构组成，能识别各元器件在电路中的符号和文字标识，能掌握各电路的元器件组成，理解各元器件在电路中的作用，会使用万用表检测电路元器件的质量好坏，能判断相关元器件的引脚名称。填写元器件检测表，掌握CD4011CMOS集成与非门电路的主要性能参数。子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路四、任务实施步骤子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路1.认识声光控楼道灯电路关键元器件（1）集成块CD4011

CD4011集成电路为常用逻辑电路之一，内部包含4个独立的2输入与非门。使用对称的N沟道与P沟道MOS组合，具有高抗干扰、功耗低、输入阻抗大、输出驱动能力强电压范围宽等特点。所有的输入端均通过2个二极管对VDD和Vss进行放电以保护芯片。CD4011工作电压为3-18V，功耗为500mW，工作温度范围为-55℃-+125（CD4011BM）-40℃-+80℃（CD4011BC）：CD4011主要有两种封装形式，双列直插（DIP）及贴片（SOP）封装，其中贴片封装还有窄脚距的SSOP封装。

CD4011有14引脚，其中1、5、8、13引脚为四个与非门输入端A，2、6、9、12引脚为输入端B，3、4、10、11为输出端，7脚为电源负极，14脚为电源正极。

子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路CD4011引脚功能（输入用A、B表示，输出用Y表示）序号标注功能序号标注功能11A输入83A输入21B输入93B输入31Y输出103Y输出42Y输出114Y输出52A输入124A输入62B输入134B输入7VSS电源负极14VDD电源正极子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路CD4011真值表输入端(A）输入端(B）输出端（Y）001101011110规律：有0出1，全1出0。（0代表低电平，1代表高电平）CD4011属于数字电路，当将它一组的两个输入端相连时，这一组就变成了一个非门。其特点是：输入高电平时，输出低电平，输入低电平时，输出高电平。子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路（2）光敏电阻

1）光敏电阻是一种利用光敏感材料的光电导效应制成的光电元件，具有精度高、体积小、性能稳定、价格低等特点，被广泛应用于自动化技术中，作为开关式光电信号传感元件。2）结构：光敏电阻是由一块两边带有金属电极的光电半导体组成的。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻。

3）特性：光敏电阻在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。1.认识声光控楼道灯电路关键元器件子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路4）光敏电阻的结构、符号与封装图a)光敏电阻的俯视图b)光敏电阻的剖面图d)光敏电阻的封装图c)光敏电阻的符号图子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路5）光敏电阻主要参数①亮电阻（kΩ）：指光敏电阻受到光照射时的电阻值。②暗电阻（MΩ）：指光敏电阻在无光照射（黑暗环境）时的电阻值。③最高工作电压（V）：指光敏电阻在额定功率下所允许承受的最高电压。④灵敏度：指光敏电阻在有光照射和无光照射时电阻值的相对变化。除此之外，还有亮电流、暗电流、时间常数和电阻温度系数等。6）光敏电阻的检测使用万用表Rx1挡，将两表笔分别任意接光敏电阻的两个引脚。①检测暗阻：用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能越好。若此值很小或接近为零，说明光敏电阻已烧穿损坏，不能继续使用。②检测亮阻：将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时阻值明显减小，此值越小说明光敏电阻性能越好。若此值很大，表面内部损坏，不能继续使用。③检测灵敏度：将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的透光窗口上部晃动，使其间断受光，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。如果万用表指针始终停留在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路（3）驻极体话筒1.认识声光控楼道灯电路关键元器件

驻极体话筒又称驻极体电容式传声器，俗称咪头，是一种能将声音信号转换为电信号的声-电转换器件。1）驻极体话筒的原理图、结构图、符号图和实物图子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路2）常见的驻极体话筒接线图

驻极体话筒的输出端有两个接点或三个接点之分。输出端为两个接点的即外壳、驻极体和结型场效应管的源极S相连为接地端，余下的一个接点则是漏极D；三个接点的输出端即漏极D、源极S与接地电极分开，成三个接点。

声光控楼道灯电路是利用声波作为控制源的新型智能开关，它避免了繁琐的人工开灯，同时具有自动延时熄灭的功能，更加节能，且无机械触点，无火花，寿命长，广泛应用于各种建筑的楼梯过道、洗手间等公共场所。2、明确声光控楼道灯开关电路应完成功能

白天：在明亮的环境下，有声音也不会亮；

夜晚：没有声音刺激，是不会亮的；

夜晚：拍拍手，灯亮了；

夜晚：延时一段时间后熄灭，有声音即可亮起。声光控制开关电路功能示意图子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路

声光控楼道灯电路图子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路

3、声光控楼道灯电路分析声光控楼道灯电路是由音频电路、电平比较电路、延时开启电路、触发控制电路、电源电路和晶闸管主电路等组成。

（1）桥式整流滤波电路。桥式整流电路是由整流桥堆2W10组成。其功能是将24V的交流电源转换为脉动直流电压，然后经VD6、电容C1滤波获得直流电压1.2×24V=28.8V，经限流电阻R1,使VS稳压二极管有UZ=5.1V，稳定电压供给电路的CD401114号正电源引脚（灯亮时UZ有所降低），而灯L串于整流电路中。子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路

（2）光信号控制电路。光控制电路由RP1、R2及CD4011组成。光信号控制电路的工作原理：白天时，型号为GL5626D的光敏电阻为亮电阻，相比暗电阻阻值较小，为15kΩ，与非门CD4011的2脚输入为低电平0态，根据与非门的逻辑功能（与非门的逻辑功能为有0出1，全1出0）可得，CD4011的3脚被锁定为高电平，与1脚的输入高低电平无关，即电路封锁了声音通道，使声音信号不能通过，即灯泡亮灭不受声音控制。这时，CD4011的3脚输出的高电平使CD4011的4脚为低电平，隔离兼传导二极管VD5截止，CD4011输入端8、9脚为低电平，10脚为高电平，送入CD4011的12、13脚，使CD4011的11脚为低电平，晶闸管VT1无触发信号不导通，灯L不亮。在晚上天暗时，RG阻值变大，若因无光线照射暗电阻约为10MΩ，呈高阻，则光敏电阻的电压URG最小为则与非门CD4011的输入端2脚变为高电平，U1A门解锁，CD4011的3脚输出状态受1脚输入电平的控制，声控电路开始起作用。子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路3）声控及放大电路。声控及放大电路由驻极体话筒BM、电阻RP2URP=

、RP3、R3、R4、R5、电容C2和三极管VT2组成。声控及放大电路的工作原理是当晚上没有声音时，驻极体话筒BM无动态信号，偏置电阻（RP2和R4）使VT2工作在饱和状态导通，使CD4011的1脚为低电平，则U1A出1，其余状态与光控电路白天相同，晶闸管VT2控制极G无触发信号，故不导通，灯泡L不亮。当晚上有脚步声或掌声时，驻极体话筒BM有动态波动信号输入到放大电路VT1的基极，由于电容C2的隔直通交作用，加在基极信号相对零电平有正、负波动信号，VT2由饱和状态进入放大状态，使集电极输出端由低电平转变成高电平并送入集成电路CD4011的1脚，因此使U1A全1出0为负脉冲，而U1B出1为正脉冲，二极管VD5导通对C3充电达到正电源VDD电压，8、9引脚也为1，U1C出0，U1D出1为高电平，经R7限流，在单向晶闸管VT2控制极G有触发信号使VT2导通，桥式全波整流电路中串联的灯泡L经晶闸管VT2导通，灯泡L点亮。由于晶闸管导通后的UAK正向压降会降至约1.8V，因此用VD6来防止UZ下降，避免影响控制电路电源。子任务1-2-1熟悉声光控楼道灯电路（4）延时控制电路。延时电路由二极管VD5、电阻R6和电容C3组成。控制电路由集成电路CD4011、电阻R7和晶闸管VT2组成，集成电路CD4011是整个电子开关的核心器件，晶闸管的作用是控制开关的通断。在该电路中与非门1和与非门2组成声音信号光信号与逻辑电路；与非门3、与非门4和电阻R7，组成触发电路。延时控制电路的工作原理是：在白天时，与非门CD4011的输入端2脚为低电平，则3脚被锁定为高电平，与2脚的输入高低电平无关，所以电路封锁了声音通道，使声音信号不能通过，即灯泡亮灭不受声音控制。这时，CD4011的3脚输出的高电平经过与非门2、与非门3、与非门4三次反相后成低电平，晶闸管VT，无触发信号不导通，灯不亮；当在夜晚同时有声音信号时，与非门CD4011的输入端1脚和2脚都为高电平，则其3脚输出为低电平，再经与非门2反相输出高电平，通过隔离二极管VD5给电容C3充电达VDD电压5V，当C3充电电压大于与非门3的阈值电平时，使与非门4输出高电平，即CD4011的11脚为高电平，通过R7触