基于電子技術(shù)的聲光控制照明電路設(shè)計研究

張英爭,陳 鵬

（河南工學(xué)院電子通信工程系，河南新鄉(xiāng),453000）

基于電子技術(shù)的聲光控制照明電路設(shè)計研究

張英爭,陳 鵬

（河南工學(xué)院電子通信工程系，河南新鄉(xiāng),453000）

聲光控制照明電路的設(shè)計及應(yīng)用，有效降低了小區(qū)、工廠等場所夜晚的照明用電。本文從聲光控制照明電路設(shè)計的意義觸發(fā)，研究基于電子技術(shù)的聲光控制照明電路總方案設(shè)計理念及電路圖，并對該電路圖上各個結(jié)構(gòu)進(jìn)行了講解，最后就全文作出總結(jié)。

聲光控制；照明；電路；設(shè)計

近些年來，節(jié)能減排是我國倡導(dǎo)的發(fā)展觀念。而避免資源浪費(fèi)不僅是我國各行業(yè)企業(yè)需要做的工作，還應(yīng)該落實及貫徹到各類生活場景中。過去階段，我國學(xué)校、工廠、小區(qū)等場所因為夜晚照明燈常亮造成大量電能損失。而手控照明燈的引用雖然有效降低了夜晚照明燈使用的電能，但存在一定的不變。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)如今已經(jīng)研發(fā)出一種聲光控制照明電路，該電路的設(shè)計突破了傳統(tǒng)的照明控制方法，并帶來了質(zhì)的飛躍。

1 聲光控制照明電路設(shè)計意義

過去階段，我國公共照明燈一般都采用手動式的開關(guān)方式。如在住宅小區(qū)的樓梯過道中，夜晚居民想要打開燈光還需觸碰開關(guān)裝置，這樣就會給夜晚視力不好的居民帶來一些困擾。還有在一些廠區(qū)、學(xué)校等地，夜晚路燈徹夜不關(guān)，這就會帶來能源上的浪費(fèi)。再到后來，出現(xiàn)了聲控?zé)?，這種照明電路的設(shè)計雖然為夜晚行人帶來了方便，但其存在一個弊端，就是白天時候也受聲音影響而開燈。人們?yōu)榻鉀Q這一問題只好定時定點的開關(guān)總電源，這樣一來，雖然起到了節(jié)能目的，但為加大了管理負(fù)擔(dān)。而聲光控制照明電路的設(shè)計，可有效改善上述所有問題。通過聲源和光源的雙重控制，為照明設(shè)備的使用和管理帶來很大便捷。同時，該照明電路應(yīng)用范圍也很廣泛，只要不是封閉場所，大多都可以使用。

2 基于電子技術(shù)的聲光控制照明電路總方案設(shè)計

聲光照明電路總方案設(shè)計的原理：首先，在該電路接收到聲信號時，會由聲電裝換裝置把聲信號改變?yōu)殡娦盘?。此時的電信號相對薄弱且頻率不一致，所以會經(jīng)過放大電路和處理電路的加工，使之成為頻率一致且適用于控制電路的控制信號。其次，在這一過程中，當(dāng)電路接收到的光信號相對薄弱時，該部分的控制會打開，且受光信號的影響一直處于恒定狀態(tài)。此時，該電路的整體開關(guān)就受到聲源的影響。反之，若處于白天時，電路接收到的光信號強(qiáng)烈，會關(guān)閉光控部分，此時聲控部分則無法發(fā)揮控制作用。所以，該電路的原理是以光信號作為基礎(chǔ)條件，以聲信號來進(jìn)行控制。

聲光控制照明電路的的設(shè)計剛好滿足使用者對聲光控制照明設(shè)備的使用需求.即在白天或太陽光較亮?xí)r，人們可視性較高，則不需要照明。這時，電路受光源影響處于限制狀態(tài)，不會因為接受來的聲音而亮燈。在夜晚太陽光微弱時，人們視力受黑暗的影響，看不清周圍食物，所以這時需要照明設(shè)備。該電路在夜晚時處于可觸發(fā)狀態(tài)，受聲音影響開關(guān)，人們只需要發(fā)出腳步聲或其他聲音，就可以打開照明設(shè)備。在沒有聲音時及開啟一定時間之后，該設(shè)備自動關(guān)閉。

3 各電路設(shè)計

3.1 電源電路

電流電路的設(shè)計需要保證電路正常工作及滿足聲光控制照明電路工作原理，同時還需要保證電流電路整體結(jié)構(gòu)簡單化，不可過于復(fù)雜。要滿足以上條件，可從電流電路中降壓器、穩(wěn)壓器、整流器以及濾波器這四個裝置的選用著手。其中降壓裝置選用的是穩(wěn)壓二極管。在輸出穩(wěn)壓直流后需要經(jīng)過降壓電容器（C1）、全橋整流器（QD）以及濾波電容（C2）后，在經(jīng)過穩(wěn)壓二極管（DW）進(jìn)行穩(wěn)壓，從而得到穩(wěn)定的、滿足照明電路需要的電壓。

電源電路的各類元器件及參數(shù)的選擇需要結(jié)合電路的實際需求。首先，通過計算得出，全橋整流器（QD）應(yīng)該選用型號為1A300V的二極管。其次穩(wěn)壓二極管的選用可根據(jù)聲光控制照明電路穩(wěn)壓直流電源電壓，該電壓而+9V，所以可選用型號為2CW57的穩(wěn)壓二極管，這個型號的穩(wěn)壓二極管穩(wěn)定電壓為8.5V到9.5V，所以符合電路需求。再次，降壓電容器（C1）的選用型號需要根據(jù)電源電壓。合理情況下，降壓電容器的耐壓值應(yīng)該是電源電壓的兩倍以上，如400V及400V以上耐壓的電容器則可適用。最后，濾波器的型號選擇可根據(jù)RC時間常數(shù)大于3到5倍電源半周期這一原理進(jìn)行選擇。

3.2 信號放大電路

信號放大線路的設(shè)計可分為拾音器和放大器兩個部分。在壓電蜂鳴器（拾音裝置）選擇上，要保證內(nèi)部壓電陶瓷片靈敏性較高，并且價格不貴，從而保證整體電路的靈敏。拾音器可選用電壓蜂鳴器HTD35A-1這個型號的裝置，該型號裝置采集到聲音之后，會通過壓電陶瓷片的繞曲變形產(chǎn)生微弱的電效應(yīng)。這時，電信號在通過電路進(jìn)入直藕式音頻放大器，使這個電信號放大。同時，再經(jīng)過T3時，對產(chǎn)生倒向放大，從而觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路。

3.3 控制電路

聲光控制照明電路的控制電路圖。555是時基電路，它的四角受到光敏三極管不同阻抗的改變來控制高低電平，而光敏三極管阻抗的變化受光源強(qiáng)弱的影響，具體可分為以下兩種情況：（1）強(qiáng)制復(fù)位狀態(tài)。在白天光敏三極管感受較大光照時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器會應(yīng)較大阻抗的影響，造成輸出低電平，這就就處于強(qiáng)制復(fù)位狀態(tài)。在強(qiáng)制復(fù)位狀態(tài)下，555不會產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)置位，所以聲光控制照明不會發(fā)亮。（2）在夜晚光敏三極管感受光照小，則單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器受到的阻抗就小，則輸出高電平，555處于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)狀態(tài)。而如果此時拾音器接收到了聲音，產(chǎn)生了聲信號，通過加工形成極大電流，并觸發(fā)單穩(wěn)觸發(fā)器，改變555狀態(tài)，產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)置位，使可控硅觸發(fā)倒通，這樣一來聲光控制照明就會亮，并保持一定時間段，即120S。

在該電路中，各類元器件的選擇要符合聲光控制照明電路的特點，所以單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路中的定時原件應(yīng)該滿足燈光持續(xù)120S這一需求。而三極管可選用型號3DK2。改電路電容為濾波電容，所以C9應(yīng)按選用小電容，如0.01μ。

3.4 光電傳感器電路

光電傳感器電路設(shè)計也要滿足該照明電路的需求。如對光源的敏感程度、光譜響應(yīng)范圍燈，只有貼切實際選用最為合適的，才能使聲光控制照明設(shè)備正常使用。如光敏三極管的選用型號可為3DU5，該型號的光敏三極管的光譜響應(yīng)范圍正好符合需求，電壓工作范圍也在6V到8V之間。

4 總結(jié)

聲光控制照明電路為人們夜間生活帶來很大便捷，并發(fā)揮著節(jié)省電能源的作用。并且，聲光控制照明電路可完全自動化開關(guān)，節(jié)省了人力。這種自動化的操作模式及節(jié)省能源的設(shè)計理念，正是二十一世紀(jì)時代發(fā)展的產(chǎn)物。該電路的設(shè)計過程需要結(jié)合聲光控制原理及電路特性，各元器件的選擇也要滿足實際需求，只有這樣，才能確保聲光控制照明電路能夠正常使用。

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張英爭，男（1988-），漢族，河南新鄉(xiāng)人，碩士，河南工學(xué)院助教，研究方向：應(yīng)用電力電子技術(shù)、開關(guān)電源技術(shù)。

陳鵬，男（1987-），漢族，河南新鄉(xiāng)人，碩士，河南工學(xué)院助教，研究方向：圖像視頻壓縮、信號處理技術(shù)。

Research on the design of an acoustic optic control lighting circuit based on Electronic Technology

Zhang Yingzheng,Chen Peng
（Henan Institute of Technology,Henan Xinxiang,453000）

The design and application of the lighting circuit of sound and light control, effectively reduce the lighting in the residential area,factories and other places at night.This paper from the lighting control circuit design of acousto-optic significance trigger of the acousto-optic electronic technology to control the lighting circuit the total design concept and circuit diagram based on, and the various structures of the circuit were explained,finally the text is summed up.

sound and light control;lighting;circuit;design