洛阳理工学院

电 子 实 习 报 告

          专    业   计算机科学与技术  

          班    级       B140501       

          学    号         

          姓    名            

          完成日期    2015年5月15日  

声光控楼道灯电路

【摘要】

该设计主要介绍的是关于声光控的电路设计。声光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在背光的的时候灯就会慢慢的熄灭，即这时也是人走过 了的时候。在有的电路中这种原理也可以通过声音的振动来实现，当人走过时只需用手轻排一下灯就会自动的亮，人离开后又熄灭。这样就给路人提供了相应的方便，同时，也达到了节电和节能的目的；延长灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动。在楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房、庭院等场所，往往需要一些照明系统。本次实习任务是楼道声控灯，根据所学的知识在老师的指导下以小组为单位组装实物并调试。如今，人们对声控技术越来越熟悉。用声音代替肢体动作给人们带来了很多好处和便利。因此，越来越多的声控设备广泛地应用到人们的生活当中。

【关键词】摘要 关键词 电源电路、声控电路、光控电路、延时控制电路

目录

第1章 概述... 1

1.1声控灯的发展及应用：... 1

第2章 声光控电路原理分析... 2

2.1整体电路：... 2

2.2各模块原理分析：... 2

2.3声光控楼道灯工作原理分析：... 4

第3章 常用电子元器件识别... 6

3.1电阻... 6

3.3二极管... 6

3.4三极管... 7

3.5晶闸管... 7

3.6集成电路... 8

3.7整流桥... 8

3.8话筒（也称麦克风）... 8

3.9光敏电阻... 9

第4章 电路安装、焊接... 10

4.1安装方法：... 11

4.2焊接工艺：... 11

第5章  电路调试... 14

附录1 电路元器件清单表... 15

附录2 电路原理图... 16

心得体会... 18

第1章 概述

1.1声控灯的发展及应用：

随着科学技术的发展，公共场所照明控制手段也将逐步更新，除现在已有的声光控开关外，还有微波感应开关和热释远红外感应开关．目前，微波感应开关的抗干扰性能尚不理想，红外感应开关在性能上较为理想，但安装复杂，比较娇气，价格也偏高，比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用，在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素，根据我国国情，可以预计在相当一段时期内，声光控延时开关将是           首选的主流产品，但在家庭走廊、宾馆等场所，声光控延时开关并不是很适用。

根据有关调查报告：声光控延时开关在出租应用最为广泛,尤其在中小城市.在21世界节能的时代,声光控延时开关能得到广泛的应用,证明其节能效应.

1.2实习目的和主要内容：

1.实习内容

（1）电子工艺基本常识及要求；

（2）电子元器件的识别和测试方法；

（3）电子元器件焊接工艺；

（4）声光控楼道控制电路安装及调试。

2.实习要求

（1）熟悉电子安全操作规程；

（2）熟悉常用电子元器件的识别和测试方法；

（3）掌握正确的焊接方法；

（4）掌握电子电路测试、分析及故障处理方法。 

第2章 声光控电路原理分析

2.1整体电路：

 

2.2各模块原理分析：

1. 音频放大电路

    声控及放大电路由驻极体话筒BM、电阻RP2、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没有声音时，驻极体话筒BM无动态信号，偏置电阻（RP2+R4）使VT2工管VT2放大，VT2由饱和状态进入放大状态，其集电极由低电平转变成高电平并送入集成电路CD4011的1脚。

2. 延时开启电路

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和可控硅VT1组成，集成电路CD4011是整个电子开关的核心器件，可控硅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组成声音信号和光信号与逻辑电路；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：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VT1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，当C3充电电压达到与非门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触发晶闸管VT1使其导通，主回路便有较大的电流通过灯L使其点亮。当声音消失后，与非门1输入端的1脚变为低电平，则其输出端为高电平，从而使与非门2输出为低电平，VD5截止，因VD5的阻断作用，电容C3只能通过R6缓慢放电，经过大约30秒下降到与非门3的阈值电压以下，使与非门4输出低电平，当交流电过零点时，可控硅自动关断，灯L熄灭。

3. 电平比较电路

如图1.4所示，电平比较电路由RP1、R2及CD4011组成。光信号控制电路的工作原理：白天时，光敏电阻RG阻值较小，与非门CD4011的2脚为低电平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。夜晚，RG因无光线照射呈高阻，约为10MΩ。与非门CD4011的输入端2脚变成高电平，CD4011的3脚输出状态受2脚输入电平的控制，这为声音通道的开通创造了条件。

4. 触发控制电路

如图1.5所示，通过与CD4011完成触发控制。

 

5. 晶闸管主回路

晶闸管是一种大功率的整流元件，它的整流电压可以控制，当供给整流电路的交流电压一定时，输出电压能够均匀调节，它是一个四层三端的半导体器件。在如图1.6所示电路中控制整个电路的开关。

2.3声光控楼道灯工作原理分析：

声光控楼道等电路如图  所示，其中CD011为四2输入与非门电路，其功能为有0出1，全1出0。在VT₁导通前，交通电源24V经桥式全破整流和VD₆,。电容C₁滤波获得直流电压1.2×24≈28.8V，经限流电阻R1，使V₃稳压二极管有Uz=+6.2V，稳压电压供给电路（灯亮时Uz所有降低）,而灯L串于整流电路中。白天时，光敏电阻R_G阻值较小，与非门G₁的u₁输入为低电平0态，G₁门被封，即不管u₂为何状态G₁总是出1，G₂出0，u_c=0，G₃出1，G₄出0，单向晶闸管VT₁不导通。在晚上时，R_G阻值增大，u₁为高电平1态，G₁门打开，u₂信号可传达。若无脚步或掌声，驻极体电容式传声器BM无动态信号。偏置电阻（R_P2+R₄）使NPN三极管VT₂导通，u₂为低电平0态，则G₁出1，其余状态与上述相同，晶闸管VT₁控制极g无触发信号，故不导通，灯L不亮。晚上当有脚步声时，驻极体电容式传声器BM有动态波动信号输入到放大电路中VT₂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，使集电极输出u₂有高电平动态信号为1，因此使G₁全1出0为负脉冲，而G₂出1为正脉冲，二极管VD₅导通对C₃充电达5V，u_c也为1，G₃出0，G₄出1为高电平，经R₇限流，在单向晶闸管VT₁控制极g有触发信号使VT₁导通，全波整流电路中串联的灯L经晶闸管VT₁导通，灯L点亮。由于晶闸管导通后的u_ak正向压降会降至约1.8V，因此VD₆用来防止Uz电压下降，避免影响控制电路电源。在脚步声消失后，由于电容uc经R₆放电过程仍为1态，故灯L仍亮，直到u_G小于与非门阈值电压U_TH=12V_CC时刻，G₃出1，G₄出0，当u_ak过零电压时，晶闸管VT₁截止约30s后，灯L灭。

第3章 常用电子元器件识别

3.1电阻

    1. 色环电阻：R₇=470Ω色环电阻，是在电阻封装上（即电阻表面）涂上一定颜色的色环，来代表这个电阻的阻值。

    2. 贴片电阻：R₁=1kΩ，R₂=100kΩ，R₃=33kΩ，R₄=270kΩ，R₅=10kΩ。贴片元件具有体积小、重量轻、安装密度高，抗震性强．抗干扰能力强，高频特性好等优点。贴片元件按其形状可分为矩形、圆柱形和异形三类。按种类分有电阻器、电容器，电感器、晶体管及小型集成电路等。贴片元件与一般元器件的标称方法有所不同。

    3. 电位器：R_p1=100kΩ,R_p2=1MΩ,R_p3=50kΩ。电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。

3.2电容

    1.电解电容：C₁=100цF，C₃=10цF。电解电容引脚长为正。电解电容是电容的一种，金属箔为正极（铝或钽），与正极紧贴金属的氧化膜（氧化铝或五氧化二钽）是电介质，阴极由导电材料、电解质（电解质可以是液体或固体）和其他材料共同组成，因电解质是阴极的主要部分，电解电容因此而得名。同时电解电容正负不可接错。

    2．贴片电容：C₂=104。贴片电容 全称：多层（积层，叠层）片式陶瓷电容器，也称为贴片电容，片容。

3.3二极管

    1．二极管：VD5型号为1N4148，VD6型号为1N4007。二极管一边为黑色连着的的引脚为负极。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的传导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。

    2.稳压二极管：VS型号为1N4735A。二极管一边为黑色连着的的引脚为负极。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性见图1，稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。

3.4三极管

    三极管型号为9014。引脚确定分两步，第一步判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极b。黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值都较小，则可判定被测三极管为PNP型管；如果黑表笔接的是基极b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为NPN型管。第二步判定集电极c和发射极e。(以PNP为例)将万用表置于R×100或R×1k挡，红表笔基极b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极。

3.5晶闸管

晶闸管VT2型号为BT151，金属一面冲外。晶闸管是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅。晶闸管是PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极； 晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

3.6集成电路

引脚1的确定：

⒈缺口 在IC的一端有一半圆形或方形的缺口。

⒉凹坑、色点或金属片 在IC一角有一凹坑、色点或金属片。

⒊斜面、切角在IC一角或散热片上有一斜面切角。

⒋无识别标记 在整个IC无任何识别标记，一般可将IC型号面面对自己，正视型号，从左下向右逆时针依次为1、2、3……。

⒌有反向标志“R”的IC 　某些IC型号末尾标有“R”字样，如HAXXXXA，HAXXXXAR。 以上两种IC的电气性能一样。只是引脚互相相反。如图⑤。

⒍金属圆壳形IC此类IC的管脚不同厂家有不同的排列顺序 ，使用前应查阅有关资料。

⒎三端稳压IC:一般都无识别标记，各种IC有各不同的引脚。 确定引脚1后，按逆时针方向数，以确定顺序。

3.7整流桥

假设其中一脚为整流桥输出的正极，用数字万用表的黑表笔测该脚，红表笔测另外三个脚，若其中有两个脚的压降接近，则这两个脚为整流桥的交流输入端。另一个为整流桥的负极。如果你用的是指针表，假设的脚为正或负，就用红或黑表笔接触改脚。

3.8话筒（也称麦克风）

话筒又称传声器。驻极体是一种永久性极化的电解质，利用这种材料制作成的电容式传声器称为驻极体电容式传声器，俗称为驻极体话筒。将万用表拨至R×1K档，黑表笔接任一极，红表笔接另一极。再对调两表笔，比较两次测量结果，阻值较小时，黑表笔接的是源极，红表笔接的是漏极。

3.9光敏电阻

     光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。特点是灵敏度、光谱响应、光照特性、温度系数。

第4章 电路安装、焊接

元件的引线要根据焊盘插孔和安装的要求弯折成所需要的形状，元器件成型有以下要求：

①  引线成形后，引线弯曲部分不允许出现模印、压痕和裂纹。

②  在引线形成过程中，元器件本身不应产生破裂，表面封装不应损坏或开裂。

③  引线成形尺寸应符合安装尺寸要求。

④  凡是有标记的元器件，在引线成形后，其型号、规格、标志符号应向上、向外，方向一致，一边目视识别。

⑤  元器件引线弯曲处要有圆弧形，其R不得小于引线直径的两倍。

⑥  元器件引线弯曲处离原器件封装根部至少2mm距离。

引线成形，如图4.1所示，基本要求是：

n  引线成形尺寸应符合安装储存要。

n  引线不要齐根弯折，以免损坏元器件。

n  元器件引线弯曲处要有圆弧形。

n  元器件标志符号应向上、向外，以便查看。

    在某些情况下若三极管需要按图4.2所示的范式安装，则必须对引脚进行弯折。

    图4.3所示为三极管的成形加工，这时要用钳子夹住三极管的引脚根部，然后再适当用力弯折，如图4.3（a）所示，而不应如图4.3(b)所以的那样直接将引脚从根部弯折。弯折时，可以用钟表螺丝刀将三级管引线完成一定圆弧状。

4.1安装方法：

    1. 元器件的标志方向应符合规定的要求。

    2. 注意有机型的元器件不能装错。

    3. 安装高度应符合规定的要求，同一规格的元器件应尽量按在同一高度上。

    4. 安装顺序一般为先低后高，先轻后重，先一般元器件后特殊元器件。

4.2焊接工艺：

手工焊接是利用电烙铁加热焊料和被焊金属，实现金属间牢固连接的一种焊机工艺技术。其工艺简单，不受使用条件和场合的限制，尤其是在电子产品的调试维修中占有重要的位置，因此，掌握手工焊接工艺依然是电子产品按接人员的基本技能。

    1．焊点的外观要求

    一个高质量的焊点从外观上看应具有以下特征：

l  形状以焊点的中心为界，左右对称，锡点呈内弧形。

l  焊料均匀适当，锡点表面要圆满、光滑、无针孔、无松香泽、无毛刺和针孔。

l  润湿角小于30度

l  焊点的技术要求

    2. 焊点在技术上应满足以下几方面的要求：

l  具有一定的机械强度，为了保证被焊件在受到振动或冲击时，不出现松动，要求焊点有足够的机械强度，但不能使用过多的焊锡，应避免焊锡堆积出现短路和桥焊现象。

l  保证其良好、可靠的电气性能。由于电流要流经焊点，为了保证焊点具有良好的导电性，必须防止虚假焊。出现虚假焊时，焊锡与被焊物表面没有形成合金，只是依附在被焊物金属表面，导致焊点的接触电阻增大，影响整机的电气性能，有时电路会出现时断时通现象。

l  具有一定的大小、光泽和清洁美观的表面。焊点的外观应美观光滑、圆润、清洁、整齐、均匀，焊锡应充满整个焊盘与焊盘大小比例适中。

    3．焊接的基本步骤

    要形成一个合格的焊点，需要经过以下几个过程：

l  浸润：焊接部位达到焊接的工作温度时助焊剂应首先融化，然后焊锡熔化并与被焊工件的焊盘表面接触。

l  流淌：液态的焊锡充满整个焊盘和焊缝，将助焊剂排出。

l  合金：流淌的焊锡与被焊工件和焊盘表面产生合金。

l  凝结：移开电烙铁温度下降，也焊锡冷却凝固成固态，而从将共建固定在焊盘上。

    显然，焊接质量离不开一个好的焊接工艺流程。维克保证焊接质量，一般手工焊接的步骤根据被焊件的热容量采用五步焊接操作法。

第5章  电路调试

为了确保声光控楼道灯电路能够正常工作，也就是说要稳定、准确的反映白天、黑夜灯的变化，在完成声光控楼道灯电路的焊接与安装后，必须要对声光控楼道灯电路进行测量和调整。由于声光控楼道灯电路要求相对较高，器电路的组成也比较复杂，所以对电路的测试和调整比较多，要求也比较高。可以使用通用仪器对声光控楼道等电路进行测量和调整，基本可完成一半声光控楼道电路的故障检测与维修。

调试方法如下：

1.将万用表调到欧姆档，档位为200Ω挡，检测灯泡是否短路，正常情况是测得的阻值为25～31Ω；

2.在第一步测试正常后，加电，测试交流电压是否接入，万用表调到200V交流档位，测试正常情况是在27V左右；

3.测试整流桥电压；

4.先不遮挡光敏电阻，然后发出响声（如拍打双手），然后观察灯泡是否亮；

5.将光敏电阻遮挡住之后，又发出响声时，如果灯泡不亮，则调节R，用万用表测试TP1的电压一直调到0.7V左右，然后再次进行调试，拍打双手，观察灯泡是否亮，要是电路没出错的话，灯泡应该就会亮，否则，看看灯泡是否坏了或者是电路没有焊接正确。

附录

附录1 电路元器件清单表

附录2 电路原理图

附录3电路实物图

心得体会

此次实验的内容是声光控楼道灯。此次的实验设计不仅仅是检验了我对理论知识的掌握，更是检验了我对知识综合运用的能力，考查了我的动手实践能力。 在本次实验过程中，我们通过大量查找资料，请教老师，以及自己不懈的努力，从而培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其他能力上也都有了提高。更重要的是，在实验设计过程中，我们学会了许多学习的方法，这些是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，我们只有不断地学习、实践，在学习、再实践。 当然在设计的过程中，我们不仅要冷静的分析实验原理，而且电路板的焊接也是一个重要的环节，这需要我们很高的焊接技术，要正确掌握焊接的方法，不虚焊、不漏焊，线路布局简洁美观等。再次，要求我们对电子元器件要很好地识别。

通过这次设计制作声光控楼道电路的这个过程，让我接触到了很多实际应用的器件，同时也充分的运用了在课堂上学习的理论知识，掌握了光敏电阻及驻极体话筒的特性及测量方法，这是我的动手制作能力有了实质性的进步，从开始的什么都不懂到学习再到焊接好自己的电路并检测成功，整个过程的心情犹如坐过山车一般。这也让我明白了，心态对于一个人的重要性，做事要画着一颗平常心，切记心浮气躁。无论是元器件的选择还是不懂的理论知识老师都是尽可能的给予了帮助，也是之才让我顺利的完成了此次课设，由衷感谢老师。