铜陵市中等职业技术教育中心/电子技术精品课程课题组

《电子技术基础项目教程》教案

JC625型声光控延时开关

1. 教学引入：

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，适合广大电子爱好者自制。

B、新课教学

1. 电路的工作原理

声光控延时开关的电路原理图见图1所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD-4011，其内部含有4个独立的与非门D1～D4，使电路结构简单，工作可靠性高。

?????????????????? 图1?? JC625型声光控延时开关的电路原理图

顾名思义，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”。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2所示的方框图。

电 子开 关T

整 形D2

检 音BM

放大、反相

D3

感 光RG

控制门D4

延时R5、C3

反 相

D1

照明灯

L1

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图2? JC625型声光控延时开关方框图

结合图2来分析图1。声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到D3进行电压放大，与非门D3此时的接法是一个放大电路，放大的信号送到R3的一端，R3、R4构成分压电路，并接到控制门D4的13脚，作为声控信号。当有声音信号时，IC的10脚为高电平“1”，则R3、R4的中间分压为低电平“0”，即控制门D4的13脚为低电平。

为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻RG等元件组成光控电路，R6和RG组成串联分压电路，夜晚无环境光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，则与非门D1的1脚为高电平“1”，通过与非门D1则为低电平“0”。再通过二极管D1输入到控制门D4的13脚，也为低电平“0”。使声光控电路工作具备了光控条件。白天较强的环境使RG的阻值很小，RG两端的电压几乎为0，即为低电平“0”，则与非门D1的1脚为低电平“0”，使声光控电路不具备光控条件，电子开关处于断开状态。

当在夜晚，同时又有外界声信号时，控制门（与非门）D4的输入端，有一端为低电平“0”，输出为高电平“1”。使单向可控硅导通，电子开关闭合；同时给C3充电，C3和R5构成延时电路，延时时间T=2πR5C3，改变R5或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。当C3充电到一定电平时， C3充满电后只向R5放电，当放电到一定电平时，与非门D2的收入端5、6脚为低电平，经与非门D2输出为高电平，即与非门的12脚为高电平“1”，同时没有声音信号时与非门的13脚也为高电平“1”，与非门D4的两个输入端为高电平，则它的输出为低电平“0”，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。

二极管VD1～VD4将交流220V进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R9降压，C4滤波后即为电路的直流电源，为BM、IC等供电。

二、元器件的选择

IC选用CMOS数字集成电路CD4011，其里面含有四个独立的与非门电路。内部结构见图3，Vss是电源的负极，VDD是电源的正极。可控硅T选用1A/400V的进口单向可控硅1006型，如

D4

D3

D1

D2

?????????????????????????????????????????? 可控硅，单向可控硅的外形如图4所示，它的???????

?????????????????????????????????????????? 测量方法是：用RX1档，将红表笔接可控硅的?????????

?????????????????????????????????????????? 负极，黑表笔接正极（如印制板图所示），这时??????????

?????????????????????????????????????????? 表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，

?????????????????????????????????????????? 这时表针有读数，黑表笔马上离开这时表钟仍

?????????????????????????????????????????? 有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接

??????? 1? 2??? 3? 4?? 5? 6?????? 7?? Vss? 的）说明该可控硅是完好的：驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用RX100档将红表笔接外壳的S、黑表笔接D，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625A型，有光照射时电阻为20K以下，无光时电阻值大于100MΩ，说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1N4001～1N4007和开关二极管1N4148。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其它元件按图1所示的标注即可。

??? 三、安装制作

拿到本套件后，请对照材料清单将各材料认真清点一遍，并用万用表粗略地（因出厂前已测量过）测量一下各元件的质量，做到心中有数。

焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。

四、调试

调试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。如用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。

本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将AB分别接在电灯的开关位上，用手轻拍驻极体，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，这时即告本套件制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。

附件：

元气件清单表：

3. 实训操作
4. 评价：师评+互评+自评

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