声控开关电路图及工作原理

--声光控延时开关目录第一章声光控延时开关的实现 (2)1.1系统概述 (2)1.2各部分工作原理 (3)1.2.1电源电路 (3)1.2.2声光控部分 (4)1.2.3延时关断部分 (8)1.3 电路仿真 (8)1.3.1电源电路仿真 (9)1.3.2 声光控部分电路仿真 (11)1.3.3 延迟关断部分仿真 (13)第二章心得体会及建议 (15)第三章附录 (16)第四章参考文献 (17)- .第一章 声光控延时开关的实现1.1系统概述系统分为电源电路，控制部分和延迟开关部分，示意图如图1所示：图1.1 电源电路组成框图--图1.2 声光控延时开关组成框图1.2各部分工作原理1.2.1电源电路由D1~D6、R1、C1构成，如图2标注，D1~D4为整流电路，R1为限流电阻、电容C1滤去交流分量并储存一定的电能，为延时提供电压，稳压管D6起稳压作用。

- .图2 电源电路1.2.2声光控部分电路通过光信号和声音信号控制，分别使电路中的三极管处于截止放大或者饱和状态，从而控制部分特殊点的电位达到声光控的目的。

如图3所示为静态工作点示意图，三极管处于放大状态时，Ube处于0.4V~0.7V之间。

--图1 三极管静态工作点示意图模拟声光，光控由光敏电阻模拟，声控由压电陶瓷片模拟，电路中光敏电阻用RG1和RG2串联代替，压电陶瓷片由函数信号发生器代替。

如图4所示- .图4 声光控模拟白天在光线的作用下光敏电阻很小，此时即RG2被短路只剩下较小的电阻RG1，如图5所示。

此时Q2基极电位变低而处于截止状态，即使函数信号发生器发出信号（模拟有声音信号情况）也不能通过Q2向后放大。

同时PNP型管Q3也截止，电容C4错误!未找到引用源。

两端电压很小，可控硅SCR处于截止状态，灯不亮。

--图2 有光照时模拟晚上，RG1和RG2串联保持高电阻，其上端电位升高，Q2进入放大区，可以接收并放大声音信号（信号发生器发出信号模拟）。

根据上图所示，由驻极体话筒作为声波传感器，当它接收到声音后，能转换而产生几MV的微弱电信号，此信号经C1加到VT1的基极和发射极间，R1是VT1的偏流电阻，调节R2可控制声控电路的灵敏度。

VT1将电信号放大后，由集电极输出，该信号经过C3、R9、C4、R10转换成一个尖脉冲信号，通过隔离二极管VD1、VD2触发由VT2、VT3组成的双稳态电路，使它翻转由驻极体传声器B作为声波传感器，使它翻转（假设VT3原状态饱和），VT3截止输出高电平，使驱动晶体三极管VT4导通，发光管有电流流过，发光管被点亮。

直至传声器B第二次收到外来声音，VT3重新变为饱和，VT4截止，发光管和会熄灭。

以后每当传声器B收到一次信号，双稳态电路便翻转一次。

发光管也就跟着亮一次或灭一次。

达到声控开关的效果。

2SGK10型声光控延时开关电路计2.1电路工作原理声光控延时开关的电路原理图如图2-1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D1～D4，使电路结构简单，工作可靠性高。

图2-1 声光控延时开关控制电路原理图声音信号被驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到VT的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门(VD1)的2脚，R4、R7是VT的偏置电阻，C2是电源滤波电容。

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，R5和RG组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，即为高电平期间t=2πR8C3，改变R8或C3的值，可改变延时时间，满足不同目的。

D3和D4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。

当C3充电到一定电平时，信号经与非门D3、D4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；C3充满电后只向R8放电，当放电到一定电平时，经与非门D3、D4输出为低电平，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220V交流进行桥式整流，变成脉动直流电，又经R1降压，C2滤波后即为电路的直流电源，为BM、VT、IC芯片等供电。

2.2声光控制结构声光控延时开关，顾名思义，就是用声音来控制开关的“开启"，经过若干秒后延时开关“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，由此可画出如图2-2所示的方框图。

图2-2 声光控延时开关控制电路方框图3各部电路及原理分析3.1整流电路单向桥式整流电路是由电源变压器，4只整流二极管VD1～VD4和负载R L 组成。

电路图如3-1图所示。

图3-1 桥式整流电路原理图工作原理：利用4个二极管接成电桥使在U2的正负半周的电压经过两只二极管交替导通，即在负载上形成了单方向的全波脉冲电压。

电工电子实训课外综合训练=项目名称：通用楼道灯声光控制开关班级：电气12-3班组长：高萌小组成员：柴宏大陈泓倩崔俊峰杜佳维高萌指导教师：***完成日期：2016/1/17摘要每当我们晚上走在楼梯道里你会发现灯会突然亮，走过后灯会自动灭如果让楼道的照明灯一直亮着，则难免会浪费电力资源，特别是在当今这个资源紧张的时代，提倡节约型社会是我们国家的宗旨，也是可持续发展的一个良好表现。

因此设计一种既不浪费电力又很方便实用的照明灯系统是很有实用价值意义的一件事。

这里通过设计此系统电路来说明光敏电阻，双向可控硅，驻极体传声器，CD4011等器件的用法和原理。

在本设计中介绍了声光控路灯控制器白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会是灯泡发亮。

夜晚光暗，电路的拾音器的组成、性能，适用范围及工作原理，节电效果十分明显，同时也大大减少了维修量、节约了资金，使用效果良好。

只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过数十秒后又自动熄灭，节能节电。

关键词: 电源，整流，稳压器，可控硅，CD4011，光敏电阻目录前言 (1)1.方案论证 (2)1.1 方案1 (2)1.2 方案2 (2)1.3方案选择 (3)2.电路的原理分析 (3)2.1工作原理 (3)3．芯片及元件选择部分 (4)3.1 CD4011数字集成芯片 (4)3.2 驻极体传声 (5)3.3晶闸管 (6)3.4 光敏电阻 (8)4．单元电路 (9)4.1稳压电源 (9)4.2主电路 (10)4.3声控电路 (10)4.4光控电路 (11)4.5延时电路 (11)4.6逻辑电平反转电路 (12)5．电路制作与调试 (12)5.1元器件清单 (12)5.2 安装制作 (13)5.3调试准备—检查电路 (13)5.4通电观察 (13)5.5调试 (14)6技术经济分析 (14)7 实物展示 (14)心得体会 (15)参考文献 (16)前言随着电子技术的发展，尤其是数字技术的发展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且贴近我们的实际生活。

摘要声控开关，全称是声控延时开关，是一种内无接触点，在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。

生活中，好多地方都使用声控灯照明，声光双控延时照明灯白天自动关闭，夜间有人走动时，其脚步声或谈话声可使电灯自动点亮，声音过后30s电灯又会自动熄灭。

这种延时照明控制开关能有效地消除长明灯、节约电能；声控开关，即采用模电数电混合集成电路，进行逻辑运算，控制电路中电流。

其中重要部件光控电子开关，它的“开”和“关”是通过可控硅的通断来实现，而可控硅的通断又受自然光的亮度（或人为亮度）控制，故声控灯又名为声光控灯。

该装置适合广泛用于楼梯、走廊、路灯和厕所等场所的照明，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。

目录一、设计目的： (4)二、设计要求： (4)三、设计过程 (4)四、电路图 (8)五、设计总结 (9)六、参考文献 (9)一、设计目的：掌握光敏传感器及其电路应用原理二、设计要求：（1）了解声光控延时开关电路的组成及工作原理。

（2）熟悉驻极体话筒和光敏电阻器的特性。

（3）学习声光控延时开关电路设计。

（4）光线暗时，声音触发开关接通灯亮，延时一定时间（30秒左右）后自动熄灭三、设计过程1.设计任务分析声光控开关电路应由电源电路、声控电路、光控电路、延时电子开关电路四大部分组成。

如图所示：电源电路 电源电路它是给电路提供能源的设备，其作用是给电路提供电源，使电路能正常的工作。

常用的电路有：半波整流、全波整流、桥式整流、而常用的电源电路使用的是桥式整流电路为主要电源电路部分。

声控电路声控电路它是用声音控制电路的设备，其作用是把送入的声波转换为电信号，从而用这种信号去控制所需要的电器设备。

常用的电路有：小信号放大电路、声波控制电路等。

而常用的声控电路使用的是声波控制电路为主要的声控电路部分。

光控电路光控电路它是用外来的光源来控制电路的设备。

其作用是把外来送入的光源转换电信号，从而用这种信号去控制所需要的电器设备。

声控开关电路图及工作原理
以下为声控开关电路图及其工作原理：
电路图如下所示：
```
+12V DC Power Supply
|
[R1]
|
+-------+--------+
| |
[MIC] [Transistor]
| |
[C1] [R2] [LED]
| |
[R3] [R4] [RL]
| |
+--------+-------+
|
[R5]
|
GND
```
工作原理：
1. 声控开关电路的主要组成部分包括麦克风（MIC）、电容（C1）、电阻（R1、R2、R3、R4、R5）、晶体管（Transistor）、LED灯和负载（RL）。

2. 声控开关电路利用麦克风感应环境声音，并将声音信号转化为电信号。

3. 麦克风（MIC）将声音信号转化为电信号，并将其传递到电
容（C1）中。

4. 电容（C1）通过电阻（R2）和晶体管（Transistor）将声音
信号放大。

5. 放大后的信号通过晶体管（Transistor）控制LED灯的亮灭，从而实现开关的控制。

6. 当环境中的声音达到一定的强度时，电路中的晶体管（Transistor）将导通，使LED灯点亮。

7. 当环境中的声音强度下降到一定的程度时，电路中的晶体管（Transistor）将截断，使LED灯熄灭。

8. 电阻（R3、R4、R5）用于限制电流和稳定电路工作。

注意：以上为经典的声控开关电路工作原理，具体设计还需要根据实际需求和元器件参数进行调整。

CD4011声光控开关电原理图它由驻极体话筒BM、三极管VT（β≥200）等组成话筒传感放大电路，集成电路IC、单向晶闸管VS1等组成控制开关电路，VD2～VD5组成全波桥式整流电路，还有负载照明灯EL和IC工作电源电路。

在话筒传感放大电路中，C1电容量取值较小，对击掌脉冲音频信号敏感，输入的负脉冲信号使VT集电极上升到高电位。

在控制电路中，IC—1输入端连接有负载电阻器R3与光敏电阻器RG组成的分压图为实用声控照明灯的电路。

它由驻极体话筒BM、三极管VT、R1、R2、R3、C1等组成话筒传感放大电路，集成电路IC、单向晶闸管VS1等组成控制开关电路，VD2～VD5组成全波桥式整流电路，还有负载照明灯EL和IC工作电源电路。

在话筒传感放大电路中，C1电容量取值较小，对击掌脉冲音频信号敏感，输入的负脉冲信号使VT集电极上升到高电位。

在控制电路中，IC—1输入端连接有负载电阻器R3与光敏电阻器RG组成的分压电路，当环境光线较暗时，RG呈现出较高电阻值，使输入端第1、2脚电位上升，但达不到门开启电压，只有声控信号使VT集电极呈现高电位，IC-1输入端电平才上升到门开启电压，通过控制开关电路使晶闸管导通，照明灯点亮，延迟一定时间EL自动熄灭。

当环境光线较强时，RG呈现出较低电阻值，尽管有声控信号使VT截止，也达不到IC1门开启电压，EL不能被点亮，即白天声控作用被禁止，傍晚声控才起作用，这就是声控楼道灯的工作原理。

R3取值关系到声控灯的可靠性，当R3取值为33KΩ时，声控灵敏度提高(声控距离≥5m)，光控灵敏度下降。

当R3*为可调电阻，取值为33K-680KΩ范围，阻值大光控灵敏度提高，可在很弱环境光线下就能开启声控灯。

注意R3电阻值大小使负载电流变化，影响其工作电压，可以微调分压电阻器R7，使VDD工作电压不要超过18V。

声控开关的原理随着智能家居的普及，声控开关逐渐成为人们生活中的一种智能化控制方式。

声控开关可以通过人们的语音指令，实现对灯光、电器等设备的开关和调节，方便快捷。

那么，声控开关的原理是什么呢？下面将详细介绍。

一、声控开关的原理声控开关原理主要是基于声波传感技术，将声音信号转换成电信号，通过信号处理器进行分析和判断，再控制继电器的通断以达到灯光等设备的开关或调节。

二、声波传感技术声波是一种机械波，在气体、液体和固体中传播，可以通过一定的传感器将声波转换成电信号。

传感器的作用是将声波信号的振幅、波形和频率转化为相应的电信号，即声波传感技术。

常见的声波传感器有麦克风和超声波传感器。

麦克风通过振动膜产生电信号，将声音信号转换成电信号。

超声波传感器通过发射和接收超声波信号，根据声波的反射或传输时间识别物体的位置和距离，即超声波测距技术。

三、信号处理器声控开关需要对声波信号进行分析和判断，区分语音指令和其他噪音。

这时就需要用到信号处理器。

信号处理器主要是一种数字信号处理芯片，能对模拟信号进行采样、量化、编码、变换等数字信号处理，将其转化成数字信号，进行数字信号分析和处理。

通过一些算法，可以快速识别人们的语音指令，从而实现对灯光等设备的控制。

四、继电器声控开关实现对灯光等设备的控制主要依靠继电器的通断控制。

继电器包括控制电路和输出电路两部分，控制电路是由信号处理器控制产生的，控制输出电路的通断开关，从而实现对灯光等设备的控制。

声控开关的原理是基于声波传感技术将声波信号转换成电信号，通过信号处理器进行数字信号处理，识别人们的语音指令，然后通过继电器进行灯光等设备的控制。

通过这种智能化的控制方式，方便人们的生活，提升家居的智能化和舒适度，是一种人性化、智能化的家居控制方式。

五、应用领域声控开关已经广泛应用于家居控制、公共场所、办公室等场所。

在家居控制领域，声控开关可以实现对灯光、电视、音响、空调等设备的开关和调节，使得家庭更智能化、更舒适化。

声光控开关工作原理
声光控开关工作原理主要依靠声音和光线的信号来控制开关的开关状态。

其工作原理如下：
1. 声控部分：声控电路中的麦克风感应环境中的声音信号，并将其转换为电信号。

经过放大和滤波等处理后，该信号会被传送到控制芯片中。

2. 光控部分：光控电路中的光敏电阻感应环境中的光强，并将其转换为电阻值。

控制芯片会读取该电阻值，并根据预设的光强阈值判断光线状态。

3. 控制芯片：控制芯片是声光控开关的核心部件，它接收声控电路和光控电路传来的信号，并根据预设的逻辑条件进行处理。

当声音信号满足预设条件，同时光线状态也满足预设条件时，控制芯片会输出控制信号。

4. 电路开关：控制芯片输出的控制信号经过放大和驱动电路的处理后，最终控制电路开关的状态。

当控制信号为高电平时，电路开关闭合，电路通路打开；当控制信号为低电平时，电路开关断开，电路通路关闭。

综上所述，声光控开关利用声音和光线传感器将环境中的信号转换为电信号，并通过控制芯片的处理来实现开关的控制。

当声音和光线满足预设条件时，控制芯片输出控制信号，进而控制电路开关的开关状态。