聲光控燈電路原理是什麼?圖解析最好詳細一點?

施主丶不能夠


聲光控燈電路在樓梯間或走廊等地方很常用,其原理就是利用聲音傳感器和光敏傳感器(光敏電阻、光敏二極管等)對燈進行組合控制。當夜晚(光線較暗)時,聲控起作用,當有聲音時,燈會亮,持續一段時間自動熄滅;當白天(光線較強)時,聲控不起作用,無論是否有聲音,燈都不會點亮。

▲提問者給出的原理圖

從上圖可以看出,整個電路圖包括燈的主迴路電路和控制電路,主迴路電路由整流橋D1~D4、晶閘管KD、燈泡EL組成,晶閘管KD晶閘管KD屬於電子開關,當KD截止時,燈泡不亮,因為主迴路沒有電流。雖然控制電路也有電流,但是控制電路的電流非常小,不足以點亮燈泡,給控制電路供電的上端串聯R1=100K的電阻,其電流小於220V/100K=2.2mA,遠遠達不到點亮40W左右燈泡所需的電流。

控制電路分析:

(1)從原理圖可以看出光敏傳感器採用光敏二極管D6,光敏二極管的特性:當光線較暗時,光敏二極管的反向電流非常小(一般小於0.1微安),相當於截止狀態;當光線較強時,光敏二極管的反向電流明顯變大,而且光線越強,反向電流越大!也叫光導電特性。

(2)從光敏二極管D6處分析,當光線較強時,光敏二極管的反向電流較大,NPN三極管Q2導通,三極管Q3的基極直接被拉地,Q3一直處於截止狀態,三極管Q4基極有470K上拉電阻而形成基極電流,所以Q4導通,此時晶閘管KD的控制端為低電平,所以晶閘管KD截止,沒有主迴路,因此燈泡不亮。

(3)當光線較強時,Q3的基極被拉地,Q3截止,無論聲音傳感器有什麼樣的信號都無法通過Q3傳輸,也就是說光線較強(白天)時,聲音無法控制燈泡點亮!

(4)當光線較暗時,光敏二極管反向截止,Q2截止,無聲音信號時,Q1導通,Q3截止,Q4導通,此時晶閘管KD的控制端為低電平,所以晶閘管KD截止,沒有主迴路,因此燈泡不亮。

(5)當有聲音信號時,聲波從傳感器MIC傳入,經過電容C2進行耦合,聲音信號負半周時,電容C2左側被拉低,電容C2充電,形成電流,導致Q1基極電壓較低而使Q1截止,從而Q3導通,電容C3左側被拉低,電容充電,形成電流,從而Q4截止,此時晶閘管KD的控制端為高電平,所以晶閘管KD導通,形成主迴路,燈泡點亮。

(6)當電容C1和C2充滿電時,控制電路恢復初始狀態,燈泡熄滅。

(7)改變電容C1、C2以及電阻R3、R8的大小可改變燈泡持續點亮的時間。

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技術閒聊


聲光控燈電路一般由聲波信號放大器、光控電路及電子開關電路(一般採用晶閘管作為電子開關)等幾部分組成,其電路工作原理很簡單,話筒將接收到的聲波信號轉為電信號並經放大器放大後通過電子開關去控制燈泡的工作。為了使聲控燈只在晚上工作,電路中添加了光控電路,白天光控電路控制的放大器無法正常工作,故白天聲控燈不會點亮。下面我們就來介紹一下提問者給的聲光控燈電路圖(見摺疊回答)的工作原理。

上圖是提問者給出的聲光控燈的電路原理圖。這是一個採用三極管分立元件設計的簡易聲光控照明燈,MIC為駐極體話筒,在這裡作為聲音傳感器使用,三極管Q1、Q3組成簡單的低頻放大器,Q2及光敏二極管D6組成光控電路,控制著三極管Q3的工作。Q4及單向晶閘管MCR100-6組成延時控制電路,控制著燈泡的工作。

白天,光敏二極管D6的反向電阻很小,三極管Q2導通,Q3的基極被短路,其處於截止狀態,此時即使MIC接收到聲波信號,亦不會被Q3放大,故白天聲光控燈不會點亮。晚上,D6的反向電阻變得很大,Q2趨於截止,解除對Q3的封鎖,Q3可以正常放大信號。此時若MIC接收到聲波信號,便會被Q1和Q3放大,經Q3放大後的信號通過電容C3耦合至Q4的基極,並通過Q4去觸發晶閘管MIC100-6導通,這樣燈泡EL便會點亮,其點亮的時間由電容C3和電阻R8的大小決定。

該聲光控燈電源電路由二極管D1~D4、R1及C1組成。AC220V電源經D1~D4組成的整流橋整流、R1降壓限流及C1濾波後,直接給MIC電路及Q1~Q3組成的聲光控電路供電。

上圖為成品的聲光控燈電路板,由於這種聲光控燈大都採用TO-92封裝的小功率單向晶閘管作為電子開關,一般要求所接的燈泡功率≤40W,若燈泡功率過大,很容易損壞晶閘管。


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聲光控制電路原理講述

今天我給大家介紹一種由芯片CD4011四2輸入端與非門控制的聲光控制電路圖。它其實是用聲音來控制燈的點亮,經過短暫的一段延時後,會使燈自動熄滅,這種聲光控制電路在現代的一些建築物中經常用到,下面我們來講述其工作原理。原理圖如下圖所示

我們觀察一下電路圖,整個電路由四部分組成;即分別是整流電路、聲控電路、光控電路、延時電路。下面我們先介紹電路圖的工作原理:接負載的電路輸入端由四個整流二極管VD1、VD2、VD3、VD4將交流220V進行橋式整流後變成脈動的直流電,R1、R2進行串聯分壓,然後取出電壓在經過電解電容C2進行濾波後給芯片CD4011、三極管9014、拾音器BM進行供電。當有聲音發出時拾音器就會接收到,然後把聲音變成電壓信號經過耦合瓷片電容C1送到三極管9014的基極進行電壓放大。放大後的信號送到芯片CD4011與非門的2腳,如下圖所示。

電路圖中R4和R7是三極管9014的偏置電阻,主要是為三極管提供合適的靜態放大工作點。

白天使燈關斷的原理

為了使聲控開關白天關斷,使燈不亮。電路中使用了光敏電阻RG與電阻R5串聯,組成串聯分壓電路。白天時光敏阻值較低,其兩端電壓是低電平,這個低電平送入與非門1腳。這樣D1這個與非門輸出為高電平,這個高電平進入5、6引腳第二個與非門使其輸出為低電平,這個低電平又經過第4引腳經過VD5二極管送入芯片8、9腳然後從10引腳輸出高電平,這個高電平然後送入12、13引腳最後從11引腳輸出經過R3電阻送入到單向晶閘管觸發極。由於此時是低電平,所以無法使晶閘管導通。

晚上燈可延時控制的過程

當夜晚來臨時光線暗度加大,這時光敏電阻加大,光敏電阻RG兩端電壓較高,這時芯片4輸出高電平,這時通過C3進行充電,當C3充到一定高電位時,經過兩個與非門之後由芯片11腳輸出高電平促使晶閘管導通,這時開關閉合使燈點亮。當C3充滿後,開始向R8放電,當放到低電位時,11引腳又輸出低電平促使晶閘管截止,電子開關斷開。這樣完成了由開到關的過程。


我們改變電容C3和電阻R8的大小可以改變延時時間,這樣可以滿足不同的要求。其整個電路框圖如下面所示。


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