简单实用的触摸延时开关电路图

实验五触摸延时电路
一. 实验目的：
1.熟悉延时电路以及报警电路的设计与实现方法。

2.掌握555集成块的使用方法。

二.实验电路
（它是两个555做在一起）。

如图2：555
三.实验步骤
1.连接第二部分报警电路，4脚接高电平，接通电源，看是否报警。

2.把整个电路连接好，有触摸时和触摸时两种情况下分别工作，测量数据，并观测它们的状态是否满足设计要求。

四.实验数据
Uc 扬声器的状态输出的波形
触摸时
无触摸时读出频率
五.实验小结
1.分析电路的工作原理
2.计算延时时间和振荡频率与实际延时和示波器测量的频率比较
3.心得体会。

触摸延时开关设计1、设计目的（1）掌握电路工作原理。

（2）熟悉继电器的选择和使用。

（3）熟悉Protel 软件的使用。

2、设计任务（1）设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。

（2）开关的延时时间约 1 分钟左右。

3、设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用PROTEL 电路设计软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；（3）进行PCB（印制电路板）设计（用PROTEL等电路设计软件）；（4）按照规范要求，按时提交课程设计报告（打印或手写），并完成相应答辩。

4、参考资料（1）毕满清主编. 电子技术实验与课程设计. 北京：机械工业出版社，2005（2）胡奕涛主编.电子技术实践教程.北京：北京邮电大学出版社，2007（3）苏文平，等编著. 电子技术实践与制作教程. 北京：国防工业出版社，2007（4）康华光主编.电子技术基础:模拟部分. 北京:高等教育出版社,1988楼道触摸延时开关电路设计目录一、设计任务及要求 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计要求 (1)二、设计作用、目的 (1)三、设计的具体实现 (1)3.1 桥式整流电路原理 (1)3.2 555 定时的工作原理和应用 (3)3.3 继电器的工作原理和特性 (4)3.4 稳压管的作用 (5)3.5 三极管的作用 (6)3.6 整体系统概述 (6)3.7 PCB 制作过程概述 (10)四、心得体会及建议 (10)五、附录 (12)六、参考文献 (14)一、设计任务及要求1.1 设计任务（1）设计一楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。

（2）开关的延时时间约1 分钟左右。

1.2 设计要求（1）合理的设计硬件电路，说明工作原理及设计过程，画出相关的电路原理图（运用PROTEL电路设计软件）；（2）选择常用的电器元件（说明电器元件选择的过程和依据）；（3）进行PCB（印制电路板）设计（用PROTEL等电路设计软件）；二、设计作用、目的延时开关设计可以很方便的解决多点控制走廊触摸延时开关电路的设计。

双键触摸开关与单键触摸延迟开关电路制作图1和图2是采用555时基电路制作的双键触摸开关与单键触摸延迟开关。

图1中M1是“开”触摸片，当人手触碰时，人体感应的杂波信号加到时基电路的低电平触发端IC的②脚，电路置位，③脚输出高电平，继电器K得电吸合，其常开触点闭合，被控电器通电工作。

M2为“关”触摸片，一旦触碰，人体感应的杂波信号加到555的阈值端IC⑥，电路复位，③脚输出低电平，继电器失电跳闸，被控电器停止工作。

图2是延迟开关电路，555集成块接成单稳态触发器，平时处于复位状态，继电器K 不动作。

当M受到触摸时，电路被触发进人暂态，③脚输出高电平，继电器K吸合，被控电器工作。

暂态时间t=1.1R2 X C4，暂态时间结束，电路翻转成稳态，继电器K释放，被控电器停止工作。

图3是一个电源电路采取特殊设计的用555时基电路制作而成的触摸开关，它对外仅两根引出线，因此可直接取代普通开关而不必更改电源布线。

EL是不大于25W的白炽灯或交流接触器。

虚线左部为普通照明线路，右部为触摸开关电路。

IC处于复位状态时，③脚输出低电平，晶闸管VS的门极通过电阻R3被钳位在低电平，故VS关断，EL不亮，此时5 55的工作电源由220V交流电经灯EL、二极管VD1～VD4整流、电阻R2限流、VD5稳压与IC1滤波获得约6V直流工作电压供电。

当555时基电路②脚受触发处于置位时，IC③脚输出高电平，VS开通，EL点亮发光。

VS开通后，555工作电源直接由灯EL、二极管VD1～VD4、晶闸管VS与稳压管VD5构成回路，C1两端仍能获得6V直流工作电压，只是此时电阻R2不起作用。

电路的右部时基电路部分与图1相同，如将图2左部电源按图3改动，也可以方便地制成一个对外只有两根引出线的触摸延迟开关。

有一点需要特别注意的是本电路的负载能力是由VD1～VD4、VS及VD5共同决定的，其中薄弱环节是VD5，本电路VD5采用1W、6V的稳压管，其最大通态电流为0.16A，为确保电路可靠工作，EL宜用不大于25W的白炽灯。

触摸延时开关本触摸延时开关适合用于办公楼、家属楼、单身楼的楼梯和过道灯的定时自动关灯控制。

延时长的可用于阳台、厨房、洗手间等场合。

1．工作原理：本电路原理图如图所示。

当手触摸金属片G时，人体感应信号加到三极管VT1的基极，由于VT1采用的是高灵敏度的晶体三极管，VT1饱和导通，直流电源经VT1的集电极与发射极间的低阻，通过射极迅速对电容C2充电，当充至接近直流电源电压时，三极管VT2的基极呈高电位，VT2导通，其集电极电位呈低电位，使三极管VT3处截止状态，VT3的集电极呈高电位。

由于双向晶闸管VS的控制极获取一高电压而导通，照明灯H燃亮。

当人手离开金属片G时，VT1的基极无感应电流使VT1由导通向截止状态变化，电容C2向电阻R5开始缓慢放电，当放电到使VT2的基极电位小于0.6V时，VT2截止，其集电极呈高电位使VT3饱和导通，因而使VS的控制极无控制电压而关断，则照明灯H熄灭。

由于人体感应阻抗较高，而放大三极管VT2输入阻抗较低，因此，采用了一级三极管VT1作为射极输出器，这样可起到良好的阻抗匹配，以提高后级带负载的能力。

2．元件选择：电容C1选22μF/36V，C2选100μF/16V；电阻R1为240K；R2为20K；R3选3.3M；R4、R5为2.2M；R6为1M；R7为220K；R8、R9为100K，电阻功率为1/4W。

二极管VD1～VD4选1N4007；发光二极管VD5选红色；稳压二极管VD6为2CW52；三极管VT1～VT3为9014；双向晶闸管VS为MAC97A6（1A/600V）；H选用不得超过60W的白炽灯泡。

触摸延时开关外接线方法如图所示。

注意事项：（1）电源电压可在160～250V范围，电流0.5A，最大负载60W。

（2）严禁负载短路，使用寿命100000次以上。

（3）调节电容C2或电阻R5，可改变延时时间。

调节时间30s～5min。

（4）若想再增大定时时间，适当减小电阻R1的阻值，增大稳压电压值。

PCR406触摸式延时节能开关笔者从电工商店购置了一种触摸式延时节能开关产品，其售价７元／块，现将其剖析。

该节能开关外形如图１所示，是在标准电源（２２０Ｖ）盒的上盖上贴一触摸（金属）片，其尺寸如图１标示。

上盖的内侧，装有控制电路的印制板，其尺寸为２６ｍｍ×２６ｍｍ，并引出两根电源线。

使用安装时，只需再购置一个配套的电源盒，即可完成节能开关的安装和使用。

电路工作原理图２是节能开关的电路图，图中的虚线和白炽灯Ｌ，是外接的部分。

该电路由两部分组成：第一、主电路。

由白炽灯Ｌ、整流二极管Ｄ１～Ｄ４和单向可控硅ＰＣＲ４０６等组成（完成２２０Ｖ的电源回路工作）；第二、控制电路。

由金属触摸片、ＢＧ１、ＢＧ２和延时电容器Ｃ等组成，以完成对单向可控硅ＰＣＲ４０６定时导通的控制。

所以整个电路十分简单和可靠。

触摸片无人触摸时，ＢＧ１管因基极无信号而处于截止状态，其集电极处于高电平而使ＢＧ２管导通。

同时，电源从Ｅ点，通过Ｒ３对电容器Ｃ两端充电到０．７Ｖ左右（ＢＧ２管基极钳位作用）。

此时ＢＧ２管的集电极电位接近零电平，结果单向可控硅ＰＣＲ４０６截止，主回路无电流通过，Ｌ灯不亮。

当触摸片Ｄ被行人触摸时，人体的感应电压通过Ｒ１、Ｒ２的分压电路促使ＢＧ１管导通，电容器Ｃ静态时已充得的电压通过ＢＧ１管放电，只要Ｃ上电压下降到０．７Ｖ以下（图２中Ｆ点电位），则ＢＧ２管截止，此时，ＢＧ２管集电极处于高电平，使单向可控硅ＰＣＲ４０６导通，结果交流电从Ａ点→Ｌ→Ｄ１～Ｄ４～ＰＣＲ４０６→┷→Ｄ１～Ｄ４的一支整流二极管→Ｃ完成回路，Ｌ灯点亮。

只要Ｌ灯亮，Ｅ点电位下降到很低电位（１Ｖ以下）。

当触摸片无人触摸时，ＢＧ１管又截止，这时Ｅ点电压又通过Ｒ３向电容器充电，当Ｃ上电压（Ｆ点电位）上升到０．７Ｖ以上，ＢＧ２管又导通，导致单向可控硅过零（脉动信号零点）截止，Ｌ灯又熄灭。

由上述物理过程可知，触摸片被触摸一次后（即断开触摸），Ｅ点电源通过Ｒ３对电容器Ｃ的充电时间（Ｃ上电压约＞０．７Ｖ）即为灯点亮的延迟时间。

触摸延时开关的工作原理及电路图一、工作原理触摸式延时开关有一个金属感应片在外面，人一触摸就产生一个信号触发三极管导通，对一个电容充电，电容形成一个电压维持一个场效应管管导通灯泡发光。

当把手拿开后，停止对电容充电，过一段时间电容放电完了，场效应管的栅极就成了低电势，进入截止状态，灯泡熄灭。

触摸式延时开关电路虚线右面是普通照明线路，左部是电子开关部分。

VD1～VD4、VS 组成开关的主回路，IC组成开关控制回路。

平时，VS处于关断状态，灯不亮。

VD1～VD4输出220V脉动直流电经R5限流，VD5稳压，C2滤波输出约12V左右的直流电供IC使用。

此时LED发光，指示开关位置，便于夜间寻找开关。

IC为双D触发器，只用其中一个D触发器将其接成单稳态电路，稳态时1脚输出低电平，VS关断。

当人手触摸一下电极M时，人体泄漏电流经R1、R2分压，其正半周使单稳态电路翻转，1脚输出高电平，经R4加到VS的门极，使VS开通，电灯点亮。

这时1脚输出高电平经R3向电容C1充电，使4脚电平逐渐升高直至暂态结束，电路翻回稳态，1脚突变为低电平，VS失去触发电压，交流电过零时即关断，电灯熄灭。

二、按钮触摸开关按动按钮开灯后，电路能自动延时关灯，电路如图二所示。

D1为开关所在的安装位置做指示，D2～D5组成桥式整流，将50Hz的的交流电整流为100Hz的脉动直流电压，按下K1，电流经过R3限流后通过D6为C1充电，同时V1的控制极得到触发电压，V1导通，灯泡点亮。

松手后K1自动复位断开，C1开始放电，为V1的控制极继续提供触发电压，V1继续导通，灯泡继续亮，当C1两端电压低于0.7V时，V1控制极失去有效的触发电压，此时V1阳极的脉动电流到0点时，与阴极电压相等而关断，灯泡熄灭，这就是单向可控硅的“过0关断”。

调整R2的阻值，使C1有效放电时间达到40～60秒钟最好。

图三电路多了一只用三极管组成的反相器，利用C1充电时间做灯泡点亮的延时时间。

触摸延时开关的工作原理及电路图一、工作原理触摸式延时开关有一个金属感应片在外面，人一触摸就产生一个信号触发三极管导通，对一个电容充电，电容形成一个电压维持一个场效应管管导通灯泡发光。

当把手拿开后，停止对电容充电，过一段时间电容放电完了，场效应管的栅极就成了低电势，进入截止状态，灯泡熄灭。

触摸式延时开关电路虚线右面是普通照明线路，左部是电子开关部分。

VD1～VD4、VS组成开关的主回路，IC组成开关控制回路。

平时，VS处于关断状态，灯不亮。

VD1～VD4输出220V脉动直流电经R5限流，VD5稳压，C2滤波输出约12V左右的直流电供IC使用。

此时LED 发光，指示开关位置，便于夜间寻找开关。

IC为双D触发器，只用其中一个D触发器将其接成单稳态电路，稳态时1脚输出低电平，VS关断。

当人手触摸一下电极M时，人体泄漏电流经R1、R2分压，其正半周使单稳态电路翻转，1脚输出高电平，经R4加到VS的门极，使VS开通，电灯点亮。

这时1脚输出高电平经R3向电容C1充电，使4脚电平逐渐升高直至暂态结束，电路翻回稳态，1脚突变为低电平，VS失去触发电压，交流电过零时即关断，电灯熄灭。

二、按钮触摸开关按动按钮开灯后，电路能自动延时关灯，电路如图二所示。

D1为开关所在的安装位置做指示，D2～D5组成桥式整流，将50Hz的的交流电整流为100Hz的脉动直流电压，按下K1，电流经过R3限流后通过D6为C1充电，同时V1的控制极得到触发电压，V1导通，灯泡点亮。

松手后K1自动复位断开，C1开始放电，为V1的控制极继续提供触发电压，V1继续导通，灯泡继续亮，当C1两端电压低于0.7V时， V1控制极失去有效的触发电压，此时V1阳极的脉动电流到0点时，与阴极电压相等而关断，灯泡熄灭，这就是单向可控硅的“过0关断”。

调整R2的阻值，使C1有效放电时间达到40～60秒钟最好。

图三电路多了一只用三极管组成的反相器，利用C1充电时间做灯泡点亮的延时时间。

简单实用三控延时自熄开关电路CD4071付线路板图简单实用三控延时自熄开关电路 CD4071 付线路板图一、功能声、光、触摸三控延时自熄电子开关在白天可控制灯不亮，晚上有声音或触摸时自动点亮，延时一段时间自动关断。

将它安装在过道、走廊等需要自动短时照明的地方，不仅方便实用，又有显着的节能效果。

二、电路组成下图是声、光、触摸三控延时自熄开关的电气原理图，该电路由电源电路、信号检测转换电路、延时电路和控制电路组成。

1．电路组成(1)电源电路。

该电路由二极管Dl、D2、D3、D4，电阻Rl，R2和电容Cl组成。

其中D1~D4组成桥式整流电路，其功能是将经过负载（灯泡）的220V交流电转换为直流，该直流电压较高，Rl、R2和Cl完成对整流后的脉动直流电压的降压和滤波。

Cl两端的电压即为后续单元电路的电源电压，约为9.5V。

(2)信号检测转换电路。

该电路包含光线、声音和人体触摸信号检测转换。

其中光线检测由R5和光敏电阻RC组成，光敏电阻两端的电压随着光线的强弱变化而变化，并送入集成电路CD4071的第1、2脚进行处理；声音检测由驻极体话筒MIC、C3、R4、R5、R6和Ql组成，声音信号经MIC转换为电信号后通过电容C3耦合至三极管Ql进行放大，电阻R4、R5构成Ql的直流偏置电阻，声音的有无通过Ql集电极的电压变化送到集成电路CD4071的第1、2脚进行处理，电阻R6为MIC内部的放大元件提供偏置；人体触摸感应信号则通过触摸片、R3、C3进入Ql放大，并从Ql的C极输入到CD4071的1、2脚，当有无触摸信号时也将引起CD4071的1、2脚电压变化，因此CD4071的1、2脚的电压是由声音和触摸信号共同作用的结果。

(3)延时电路。

该电路由D5、R7和C2组成。

其中R7和C2为延时时间控制元件，图中所示参数的延时时间大约为150s。

二极管D5的功能是防止C2向CD4071的4脚放电影响延时时间。

(4)控制电路。

简单实用的触摸延时开关电路图一、主电路。

由白炽灯Ｌ、整流二极管D1～D4和单向可控硅MCR100-6等组成（完成220Ｖ的电源回路工作）；二、控制电路。

由金属触摸片、BG1、BG2和延时电容器Ｃ等组成，以完成对单向可控硅MCR100-6定时导通的控制。

所以整个电路十分简单和可靠。

触摸片无人触摸时，BG1管因基极无信号而处于截止状态，其集电极处于高电平而使BG2管导通。

同时，电源从Ｅ点，通过Ｒ３对电容器Ｃ两端充电到0.7v左右（BG2管基极钳位作用）。

此时BG2管的集电极电位接近零电平，结果单向可控硅MCR100-6截止，主回路无电流通过，Ｌ灯不亮。

当触摸片Ｄ被行人触摸时，人体的感应电压通过Ｒ１、Ｒ２的分压电路促使BG1管导通，电容器Ｃ静态时已充得的电压通过BG1管放电，只要Ｃ上电压下降到0.7V以下（图２中Ｆ点电位），则BG2管截止，此时，BG2管集电极处于高电平，使单向可控硅MCR100-6导通，结果交流电从Ａ点→Ｌ→D1～D4～MCR100-6→┷→D1～D4的一支整流二极管→Ｃ完成回路，Ｌ灯点亮。

只要Ｌ灯亮，Ｅ点电位下降到很低电位（１Ｖ以下）。

当触摸片无人触摸时，BG1管又截止，这时Ｅ点电压又通过R3向电容器充电，当Ｃ上电压（Ｆ点电位）上升到0.7V以上，BG2管又导通，导致单向可控硅过零（脉动信号零点）截止，Ｌ灯又熄灭。

由上述物理过程可知，触摸片被触摸一次后（即断开触摸），Ｅ点电源通过R3对电容器Ｃ的充电时间（Ｃ上电压约＞0.7V）即为灯点亮的延迟时间。

由此可见，当R3一定时，Ｃ值取得越大，灯亮延时越长。

按图数据，触摸一次，触摸时间≥１秒时，可使灯亮时间为45秒～85秒。

足够行人在楼道上行走照明。

值得注意：１、若触摸时间小于１秒钟，因Ｃ上电压通过BG1不能充分放电，结果第二次充电时间太短，Ｌ灯触发后仅点亮２～５秒钟。

２、Ｌ灯点亮后，Ｅ点电压＜１Ｖ，Ｌ灯熄灭后，Ｅ点电压＞200Ｖ（因是脉动电压），所以电路中各电阻值都取得很大，但都能使该电路静态和动态正常工作。