聲光雙控節(jié)電燈的制作

聲光雙控節(jié)電燈的制作第1頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月1．了解聲光雙控節(jié)電燈的電路的結(jié)構(gòu)及工作原理。

2．通過對(duì)聲光雙控節(jié)電燈的組裝、調(diào)試和檢測(cè)，進(jìn)一步掌握電子電路的裝配技巧。

3．熟悉光敏三極管、555時(shí)基電路、雙向晶閘管在電路中的具體應(yīng)用。一、目的和要求

第2頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月二、設(shè)備與元器件1：1隔離變壓器

2.萬用表3.常用工具一套4.元器件選擇，見表第3頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月聲光雙控節(jié)電燈元器件配置

序號(hào)代號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格備注1R1電阻RT—0.5W—1MΩ±5%2R2電阻RT—0.25W—6.8Ω±5%3R3電阻RT—1W—3Ω±5%4R4電阻RT—0.25W—1Ω±5%5R5電阻RT—0.25W—100Ω±5%6R6電阻RT—0.25W—200Ω±5%7R7電阻RT—0.25W—22KΩ±5%8R8電阻RT—0.25W—330Ω±5%9R9電阻RT—0.25W—20Ω±5%10RP1電位器220KΩ11RP2電位器1KΩ12C1滌綸電容器0.47μF13C2、C6電解電容器100μF第4頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月14C3、C4圓片電容器0.47μF15C5圓片電容器0.02μF16C7電解電容器0.1μF17555555時(shí)基電路NE55518VS穩(wěn)壓二極管2CW5619VD二極管IN400220V1、V2、V3三極管901321V4光敏三極管3DU522VTH雙向晶閘管BCR1AM23EL電燈40W/220V24HTD壓電陶瓷片25PCB印制電路板26坐標(biāo)紙第5頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月三、電路原理1.聲光雙控節(jié)電燈電路圖第6頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2.工作原理

利用一塊時(shí)基電路及少數(shù)外圍元件可能組成聲光雙控節(jié)電燈。白天，由于光線照射，該燈始終處于關(guān)閉狀態(tài)，一到晚上，該燈只要收到一個(gè)猝發(fā)聲響(如腳步、擊掌聲)，燈就自動(dòng)點(diǎn)亮，而后延遲一段時(shí)問又會(huì)自行熄滅，達(dá)到節(jié)電的目的。裝置省去了能耗大、笨重且易產(chǎn)生熱量的電源變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡單、自耗電少、性能穩(wěn)定、靈敏度高、通用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

如上圖所示，該電路由電源電路、聲電轉(zhuǎn)換及放大電路、單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路和光控電路組成。第7頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月

為了確保用電安全，220V交流市首先經(jīng)過1：1隔離變壓器，隔離變壓器的初、次繞組級(jí)之間沒有電的聯(lián)系，次級(jí)任一線與大地之間沒有電位差，所以人接觸任一線不會(huì)觸電。但如果同時(shí)接觸兩線也會(huì)觸電。（1）電源電路。由C1、Rl、VD、VS及C2組成。交流市電經(jīng)C1電容降壓，VD整流，VS穩(wěn)壓，再由C2濾波后供給整個(gè)電路工作。電路采用電容降壓，與使用變壓器相比，不但縮小了體積，杜絕了噪聲，而且也減小了電路能耗。（2）聲電轉(zhuǎn)換及放大電路。由HTD、V1、V2等組成。聲控元件采用壓電陶瓷片HTD，它對(duì)猝發(fā)聲響極為敏感，作為聲--電換能元件。它將聲響信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)后，通過C3耦合至第8頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月V1、V2組成的直耦式雙管放大器進(jìn)行放大。該放大器由R2、RPl提供偏流，調(diào)節(jié)RP1，可改變放大器的增益，用以控制聲控靈敏度。R4為直流負(fù)反饋電阻，用來穩(wěn)定工作點(diǎn)。C4為交流旁路電容，用以補(bǔ)償放大器的交流增益，R3為放大器的輸出直流負(fù)載電阻，放大后的負(fù)脈沖信號(hào)經(jīng)C5去觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，達(dá)到控制負(fù)載的目的。（3）單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路。由555時(shí)基集成電路、R6與C6組成延時(shí)回路。延時(shí)時(shí)間。穩(wěn)態(tài)時(shí)，555集成塊3腳輸出端為低電平，當(dāng)其2腳觸發(fā)端得到一負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)時(shí)，電路即進(jìn)入暫態(tài)，輸出端3腳立刻翻轉(zhuǎn)為高電平、觸發(fā)雙向晶閘管VT導(dǎo)通，燈泡EL發(fā)光。此后，電源經(jīng)R6向C6充電，當(dāng)C6端電位升至約2/3VCC第9頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）光控電路。由555時(shí)基集成電路、V4、晶閘管等組成。在白天，由于光照度較強(qiáng)，V4的e-c間呈低阻態(tài)，為V3提供了一個(gè)較大的偏置電流，使其飽和導(dǎo)通。此時(shí)，V3的集電極即555集成塊的強(qiáng)制復(fù)位端4腳被強(qiáng)制為低電平，555集成塊處于復(fù)位電路又自動(dòng)回復(fù)到初始穩(wěn)定狀態(tài)，3腳恢復(fù)低電平。此時(shí)，可控硅因失去觸發(fā)電路而關(guān)斷，燈泡熄滅，控制電路暫態(tài)結(jié)束，進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，等待下一次觸發(fā)脈沖。圖中R5和RP2組成分壓電路，為集成塊的觸發(fā)端提供一個(gè)開門閾值電平，調(diào)節(jié)RP2，使觸發(fā)端2腳的電壓略大于1/3Vcc，迫使3腳輸出低電平。當(dāng)2腳一旦出現(xiàn)負(fù)脈沖信號(hào)時(shí)，單穩(wěn)態(tài)電路即動(dòng)作，適當(dāng)調(diào)節(jié)RP2，也可改變控制靈敏度。第10頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月狀態(tài)，使其輸出端3腳恒為低電平，雙向晶閘管因無觸發(fā)電流而關(guān)斷，燈泡EL不亮。因此，白天不管聲控信號(hào)如何增強(qiáng)，555集成塊的3腳始終為低電平，VTH關(guān)斷，達(dá)到白天停止照明的目的。晚間，由于光線明顯減弱，V4因無光照而使e-c間呈高阻狀態(tài)，使V3截止，555集成塊強(qiáng)制復(fù)位端4腳為高電平，555集成塊退出復(fù)位狀態(tài)，電路可受控制。改變R9的值，可以控制光控靈敏度。

四、內(nèi)容和步驟

1、元器件的檢測(cè)：(1)、使用萬用表測(cè)量電阻，檢查電容器和電位器。(2)、使用萬用表歐姆檔測(cè)量V1、V2、V3、V4三極管和VS、VD二極管，判斷其好壞。第11頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2．手工繪制印制板圖（在坐標(biāo)紙中完成）手工繪制印刷電路板圖的具體方法：

（1）建議在坐標(biāo)紙上根據(jù)電路原理圖按1∶1比例用鉛筆繪制印刷電路板圖，在考慮器件封裝關(guān)系的基礎(chǔ)上合理布局，表現(xiàn)在：元器件的大小、排列位置、焊盤尺寸、過孔尺寸、安裝孔尺寸、抗干擾等。

（2）反復(fù)校對(duì)原理圖，并找出元器件實(shí)物放到各自的位置，注意調(diào)整孔距、走線等。

（3）手工制作印制板（謄印、腐蝕、鉆孔、上錫、焊接）。第12頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月

在正確繪制印刷電路板圖的基礎(chǔ)上可以實(shí)際制作印制板了，具體六步驟：

（1）把設(shè)計(jì)好的1：1圖紙剪下來，用透明膠貼在單面敷銅板的銅面上，通過謄寫紙把圖謄寫在單面覆銅板上。

（2）用沖子在焊盤、過孔中心點(diǎn)敲一下，形成凹進(jìn)去的小坑（保證鉆孔時(shí)不打滑），然后打孔，全部打完后撕下圖紙（本步也可以在腐蝕后執(zhí)行）。

（3）用毛筆蘸油漆描線路（或用質(zhì)量較好的記號(hào)筆描第13頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月線路，或用修正液描），描寫時(shí)線條利索、轉(zhuǎn)彎處平滑，力求美觀，待阻溶劑干后就可以腐蝕了。

（4）腐蝕液一般用三氯化鐵加水配置而成，三氯化鐵為土黃色固體，易于吸收空氣中的水份，應(yīng)密封保存；三氯化鐵具有一定的腐蝕性，最好不要弄在皮膚上和衣服上）。配置三氯化鐵溶液時(shí)一般是用40%的三氯化鐵和60%的溫水（不是熱水，以防油漆脫落），一般腐蝕液濃度稍高一點(diǎn)、晃動(dòng)待腐蝕的覆銅板、水溫適當(dāng)時(shí)可使反應(yīng)速度加快（注意：腐蝕是從邊緣開始的，當(dāng)未描油漆的銅箔被腐蝕完后應(yīng)該及時(shí)取出電路板，以防油漆脫落后腐蝕掉有用的線路）。第14頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）用清水沖洗，同時(shí)用竹片等物刮去油漆（用力不要過猛，不要損壞銅箔線或盤）。（6）擦干，用砂紙打磨干凈，露出閃亮的銅箔，用松香溶液涂一遍打磨好的電路板（既可以助焊又可以防止氧化），至此印刷板完成。3.元器件的安裝

(1)、元件焊接部位上錫。(2)、將電阻器、電容器、晶體管插入印制板相應(yīng)位置。注意，電解電容器的極性和晶體管的管腳不要插錯(cuò)。第15頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月聲光雙控節(jié)電燈PCB板裝配圖第16頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月(3)、焊接元器件時(shí)，注意保留元器件引線的適當(dāng)長度，焊點(diǎn)要光滑，防止虛焊和搭錫。焊接555時(shí)基集成電路時(shí)，宜將電烙鐵的插頭拔掉，利用余熱焊接。(4)、通電前的檢查。再一次對(duì)照電路圖和印制板，仔細(xì)核對(duì)元器件的位置是否正確，極性是否正確，有無漏焊、錯(cuò)焊和搭錫。

(5)、用萬用表R×1KΩ檔測(cè)交流是輸入兩端之間的電阻，R輸入=____Ω，正常值應(yīng)大于500Ω。若阻值很小，說明有短路現(xiàn)象，應(yīng)先排除故障，再通電調(diào)整。第17頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4、各部分電路的調(diào)試（1）單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路調(diào)試：斷開V4和電容C5，使光控和聲控制部分脫開，接著將RP2大約旋至中間位置，使555時(shí)基電路觸發(fā)端大約處在VCC／2左右，并用一個(gè)10kΩ

左右電阻并聯(lián)在R6兩端，以縮短延時(shí)時(shí)間。電源接通時(shí)，由于控制端6、7腳初始通電時(shí)為低電平，輸出端3腳應(yīng)為高電平，晶閘管導(dǎo)通，燈泡EL亮；約數(shù)秒鐘后，燈泡EL自滅，表示延時(shí)部分工作正常。然后，手握通電后，測(cè)量C2兩端的直流電壓應(yīng)有8~10V左右，這表明電源電路工作正常，方可進(jìn)行其他電路的調(diào)試。第18頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月鑷子或螺釘旋具小心碰觸555集成塊的2腳，EL應(yīng)立即發(fā)光，而后延時(shí)熄滅，適當(dāng)調(diào)節(jié)RP2，直試到動(dòng)作正常為止。一般，只要使555集成塊的第②腳電壓大于VCC／3即可正常工作。（2）聲控放大電路調(diào)試：RPl調(diào)到中間位置，通電后先用一器具輕輕敲擊陶瓷片，燈泡應(yīng)發(fā)光，然后延時(shí)自滅。接著擊掌，燈泡應(yīng)亮，后延時(shí)自滅，再拉開距調(diào)試，細(xì)心調(diào)節(jié)RPl、RP2直到滿意為止。調(diào)節(jié)上述兩電位器，靈敏度最高時(shí)，其控制距離可達(dá)8m，為了保險(xiǎn)起見，靈敏度調(diào)在5m位置最合理。第19頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月（3)光控電路調(diào)試：接上V4，使受光面受到光照，接通電源，測(cè)量V3的集電極電壓應(yīng)接近零，這時(shí)不管如何擊掌或敲擊壓電陶瓷片，EL不發(fā)光為正常。然后擋住光線，使光電管不受光照，擊掌一下，燈泡即亮，后延時(shí)自滅，表示光控部分正常。適當(dāng)選擇R9，可改變光控靈敏度，這可根據(jù)所處環(huán)境而定。(4)調(diào)試完畢，將R6上的并聯(lián)電阻去掉，可根據(jù)需要適當(dāng)調(diào)整R6，