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声光控延时照明灯的设计

一、设计目的

本次设计是以实践性为课题，起到巩固所学知识，加强综合能力，培养电路设

计能力，提高实验技术，启发创新思想的效果。

用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走

过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进

入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道

灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而

且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容

易、工作可靠等优点。

二、方案设计

电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。控制电路采用基本数字

逻辑单元进行设计。

直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变

成脉动的直流电，供后续电路工作。

控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单

向可控硅SCR等元器件组成。由CD4011的选定的输出端控制晶闸管的关闭，从而控

制整个灯的关灭。光敏电阻在白天时，电阻值小，CD40011输出永远为低电平，晶

闸管为低电压，不导通，灯不亮。光敏电阻在夜晚时阻值大，光敏电阻与声音信号

的有无一起控制CD4011的输出。夜晚当有声音时，声音信号经过放大，与光敏电阻

控制的CD40011输出为高电平，晶闸管导通，灯亮。无声音信号时，不亮。

延时电路有电容C和电阻R的冲放电里控制。

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三、电路设计及理论分析

1、原理框图

图1声控灯原理框图

图2声控电路原理图

2．单元电路设计及分析

电路由直流供电电路、控制电路、延时电路三部分组成。

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2.1直流供电电路

直流供电电路由D1-D4组成桥式整流电路。交流220V电压经桥式整流桥后变成

脉动的直流电，供后续电路工作。

2.2控制电路

控制电路由四与非门CD4011、驻极体话筒BM、光敏电阻R5、三极管9014、单

向可控硅SCR等元器件组成。

白天，由于光敏电阻R5阻值低，其两端电压低，CD4011的一脚为低电平，3

脚即变成高电平，导致11脚为低电平，即单向可控硅控制极G为低电平，单向可控

硅截止，灯泡不亮。

夜晚，由于光敏电阻没有受到阳光照射，其阻值很高，两端电压较高，即1脚

变成高电平，此时3脚的状态受2脚控制，若2脚为高电平，则3脚为低电平，若2脚为

低电平，则3脚位高电平。

当驻极体接收到声音信号后，经C1的滤波作用，被三极管Q1放大，当被放大

的信号达到峰值时，此时2脚即便为高电平，3脚变为低电平，11脚高电平，单向可

控硅控制极变成高电平，单向可控硅导通，灯泡点亮。

当驻极体没有接收到声音信号时，2脚为低电平，灯泡不亮，工作原理类同白

天情况。

2.3延时电路

由C3、R7组成，通过C3的充放电来维持灯泡的点亮状态，延时的时间由C3的容

量及R7的阻值来决定。

3、整个电路的工作原理分析

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图5电路的工作原理详细框图

声光控延时开关的电路原理图见图2所示。电路中的主要元器件是使用了数

字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门VD1~CD4，使电路结构简单，工作

可靠性高。顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启，若干分钟

后延时开关“自动关闭后延时开关“自动关闭。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子

开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为

若干个单元，由此可画出图5电路的工作原理详细框图来分析图2。

声