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实 训

声光双控节电灯的制作声光双控节电灯的制作

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1 ．了解声光双控节电灯的电路的结构及工作原理。   2 ．通过对声光双控节电灯的组装、调试和检测，进一步掌握电子电路的装配技巧。         3 ． 熟悉光敏三极管、 555时基电路、双向晶闸管在电路中的具体应用。

一、实训目的和要求

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二、实训设备与元器件

1. 1： 1 隔离变压器      

2. 万用表  

3. 常用工具一套

4. 元器件选择，见表

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声光双控节电灯元器件配置    序 号 代 号 名 称 型号规格 备 注1 R1 电阻 RT—0.5W—1MΩ±5%

2 R2 电阻 RT—0.25W—6.8Ω±5%

3 R3 电阻 RT—1W—3Ω±5%

4 R4 电阻 RT—0.25W—1Ω±5%

5 R5 电阻 RT—0.25W—100Ω±5%

6 R6 电阻 RT—0.25W—200Ω±5%

7 R7 电阻 RT—0.25W—22KΩ±5%

8 R8 电阻 RT—0.25W—330Ω±5%

9 R9 电阻 RT—0.25W—20Ω±5%

10 RP1 电位器 220KΩ

11 RP2 电位器 1KΩ

12 C1 涤纶电容器 0.47μF

13 C2、 C6 电解电容器 100μF

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14 C3、 C4 圆片电容器 0.47μF

15 C5 圆片电容器 0.02μF

16 C7 电解电容器 0.1μF

17 555 555 时基电路 NE555

18 VS 稳压二极管 2CW56

19 VD 二极管 IN4002

20 V1、 V2、 V3 三极管 9013

21 V4 光敏三极管 3DU5

22 VTH 双向晶闸管 BCR1AM

23 EL 电灯 40W / 220V

24 HTD 压电陶瓷片

25 PCB 印制电路板26 坐标纸

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三、实训电路原理1. 声光双控节电灯电路图

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2. 工作原理       利用一块时基电路及少数外围元件可能组成声光双控节电灯。白天，由于光线照射，该灯始终处于关闭状态，一到晚上，该灯只要收到一个猝发声响 (如脚步、击掌声 )，灯就自动点亮，而后延迟一段时问又会自行熄灭，达到节电的目的。装置省去了能耗大、笨重且易产生热量的电源变压器，具有结构简单、自耗电少、性能稳定、灵敏度高、通用性强等特点。

如上图所示，该电路由电源电路、声电转换及放大电路、单稳态延时电路和光控电路组成。

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          为了确保用电安全， 220V交流市首先经过 1： 1  隔离变压器，隔离变压器的初、次绕组级之间没有电的联系，次级任一线与大地之间没有电位差，所以人接触任一线不会触电。但如果同时接触两线也会触电。    （ 1）电源电路。由C1、Rl、VD、 VS及 C2组成。交流市电经C1电容降压，VD整流， VS稳压，再由C2滤波后供给整个电路工作。电路采用电容降压，与使用变压器相比，不但缩小了体积，杜绝了噪声，而且也减小了电路能耗。    （ 2）声电转换及放大电路。由 HTD、 V1、 V2等组成。声控元件采用压电陶瓷片HTD，它对猝发声响极为敏感，作为声 --电换能元件。它将声响信号转换为相应的电信号后，通过C3耦合至

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V1、V2组成的直耦式双管放大器进行放大。该放大器由R2、RPl提供偏流，调节RP1，可改变放大器的增益，用以控制声控灵敏度。R4为直流负反馈电阻，用来稳定工作点。C4为交流旁路电容，用以补偿放大器的交流增益，R3为放大器的输出直流负载电阻，放大后的负脉冲信号经C5去触发单稳态延时电路，达到控制负载的目的。（ 3）单稳态延时电路。由 555时基集成电路、 R6与 C6组成延时回路。延时时间                  。稳态时， 555集成块 3脚输出端为低电平，当其 2脚触发端得到一负脉冲触发信号时，电路即进入暂态，输出端 3脚立刻翻转为高电平、触发双向晶闸管VT导通，灯泡EL发光。此后，电源经R6向C6充电，当 C6端电位升至约2/3VCC

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（ 4）光控电路。由 555时基集成电路、 V4、晶闸管等组成。在白天，由于光照度较强， V4的 e-c间呈低阻态，为 V3提供了一个较大的偏置电流，使其饱和导通。此时， V3的集电极即 55

5集成块的强制复位端 4脚被强制为低电平， 555集成块处于复位

电路又自动回复到初始稳定状态， 3脚恢复低电平。此时，可控硅因失去触发电路而关断，灯泡熄灭，控制电路暂态结束，进入稳态，等待下一次触发脉冲。图中 R5和 RP2组成分压电路，为集成块的触发端提供一个开门阈值电平，调节 RP2，使触发端 2

脚的电压略大于  1/3Vcc，迫使 3脚输出低电平。当 2脚一旦出现负脉冲信号时，单稳态电路即动作，适当调节 RP2，也可改变控制灵敏度。

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状态，使其输出端 3 脚恒为低电平，双向晶闸管因无触发电流而关断，灯泡EL不亮。因此，白天不管声控信号如何增强， 555集成块的 3脚始终为低电平，VTH关断，达到白天停止照明的目的。晚间，由于光线明显减弱，V4因无光照而使 e-c间呈高阻状态，使V3截止， 555集成块强制复位端 4脚为高电平， 555集成块退出复位状态，电路可受控制。改变R9的值，可以控制光控灵敏度。 四、实训内容和步骤 1 、元器件的检测：(1)、使用万用表测量电阻，检查电容器和电位器。(2)、使用万用表欧姆档测量V1、V2、V3、V4三极管和VS、VD二极管，判断其好坏。

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2．手工绘制印制板图（在坐标纸中完成）手工绘制印刷电路板图的具体方法：  （ 1）建议在坐标纸上根据电路原理图按 1∶1比例用铅笔绘制印刷电路板图，在考虑器件封装关系的基础上合理布局，表现在：元器件的大小、排列位置、焊盘尺寸、过孔尺寸、安装孔尺寸、抗干扰等。  （ 2）反复校对原理图，并找出元器件实物放到各自的位置，注意调整孔距、走线等。    (3)．手工制作印制板（誊印、腐蚀、钻孔、上锡、焊接）。

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     在正确绘制印刷电路板图的基础上可以实际制作印制板了，具体六步骤：（1）把设计好的1： 1图纸剪下来，用透明胶贴在单面敷铜板的铜面上，通过誊写纸把图誊写在单面覆铜板上。（ 2）用冲子在焊盘、过孔中心点敲一下，形成凹进去的小坑（保证钻孔时不打滑），然后打孔，全部打完后撕下图纸（本步也可以在腐蚀后执行）。（ 3）用毛笔蘸油漆描线路（或用质量较好的记号笔描

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线路，或用修正液描），描写时线条利索、转弯处平滑，力求美观，待阻溶剂干后就可以腐蚀了。（ 4）腐蚀液一般用三氯化铁加水配置而成，三氯化铁为土黄色固体，易于吸收空气中的水份，应密封保存；三氯化铁具有一定的腐蚀性，最好不要弄在皮肤上和衣服上）。配置三氯化铁溶液时一般是用 40%的三氯化铁和 60%的温水（不是热水，以防油漆脱落），一般腐蚀液浓度稍高一点、晃动待腐蚀的覆铜板、水温适当时可使反应速度加快（注意：腐蚀是从边缘开始的，当未描油漆的铜箔被腐蚀完后应该及时取出电路板，以防油漆脱落后腐蚀掉有用的线路）。

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（5）用清水冲洗，同时用竹片等物刮去油漆（用力不要过猛，不要损坏铜箔线或盘）。（ 6）擦干，用砂纸打磨干净，露出闪亮的铜箔，用松香溶液涂一遍打磨好的电路板（既可以助焊又可以防止氧化），至此印刷板完成。

3.元器件的安装 (1)、元件焊接部位上锡。(2)、将电阻器、电容器、晶体管插入印制板相应位置。注意，电解电容器的极性和晶体管的管脚不要插错。

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声光双控节电灯 PCB板装配图

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 (3)、焊接元器件时，注意保留元器件引线的适当长度，焊点要光滑，防止虚焊和搭锡。焊接 555时基集成电路时，宜将电烙铁的插头拔掉，利用余热焊接。 (4)、通电前的检查。再一次对照电路图和印制板，仔细核对元器件的位置是否正确，极性是否正确，有无漏焊、错焊和搭锡。（5）用万用表R×1KΩ档测交流是输入两端之间的电阻，R 输入=____Ω，正常值应大于 500Ω。若阻值很小，说明有短路现象，应先排除故障，再通电调整。

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4、各部分电路的调试

  （ 1）单稳态延时电路调试：断开 V4和电容C5，使光控和声控制部分脱开，接着将RP2大约旋至中间位置，使555时基电路触发端大约处在 VCC／ 2左右，并用一个10k Ω 左右电阻并联在R6两端，以缩短延时时间。电源接通时，由于控制端6、 7脚初始通电时为低电平，输出端 3脚应为高电平，晶闸管导通，灯泡EL亮；约数秒钟后，灯泡EL自灭，表示延时部分工作正常。然后，手握

    通电后，测量C2两端的直流电压应有 8~10V 左右，这表明电源电路工作正常，方可进行其他电路的调试。

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镊子或螺钉旋具小心碰触555集成块的2脚， EL应立即发光，而后延时熄灭，适当调节RP2，直试到动作正常为止。一般，只要使 555集成块的第②脚电压大于VCC／ 3 即可正常工作。（2）声控放大电路调试：RPl调到中间位置，通电后先用一器具轻轻敲击陶瓷片，灯泡应发光，然后延时自灭。接着击掌，灯泡应亮，后延时自灭，再拉开距调试，细心调节RPl、RP2直到满意为止。调节上述两电位器，灵敏度最高时，其控制距离可达 8m，为了保险起见，灵敏度调在 5m位置最合理。

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（3)光控电路调试：接上V4，使受光面受到光照，接通电源，测量V3的集电极电压应接近零，这时不管如何击掌或敲击压电陶瓷片， EL不发光为正常。然后挡住光线，使光电管不受光照，击掌一下，灯泡即亮，后延时自灭，表示光控部分正常。适当选择R9，可改变光控灵敏度，这可根据所处环境而定。(4)调试完毕，将R6上的并联电阻去掉，可根据需要适当调整R6，以获得所需延迟时问。最后用环氧树脂封固，防止振动而改变参数。  

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五、撰写实训报告  按要求格式撰写实训报告，主要内容：（ 1）声光双控节电灯电路的工作原理；（ 2）电路板的制作及安装 ;（ 3）调试过程中出现的门题及解决方法；（ 4）实训的心得体会。

六、思考题1、  555时基集成电路有哪几种基本工作模式？2、若 C1开路，电灯会亮吗？为什么？