任务二光控开关的分析与制作
一、任务提出
在电气设备、电子产品控制系统中，下面的控制方式被广泛地使用，掌握这种控制模式有助于对电子电路进行具体的分析。
信号检测信号放大调整执行部件
本次任务选用的光控开关就是基于上述的控制思想。任务中的传感器采用光敏电阻，完成信号的检测，三极管起到信号放大和调整的作用，继电器是执行器件。其中三极管是模拟电子电路中的基本元器件，继电器是典型执行元件，既能完成弱电对强电的控制，又能可靠的进行电气隔离，被广泛的使用在各种场合。
光控开关的控制电路如图2-1所示，试分析其工作原理并制作该电路。
图2-1 光控开关控制器电路
二、任务目标
通过对光控开关控制电路的分析与制作，使学生理解和掌握半导体三极管的工作原理、基本放大电路的组成及其工作原理、多级放大电路的组成，能按工艺要求独立进行电路装配、测试和调试，并能独立排除装配、调试过程中出现的故障。
三、相关知识
1、基本知识
⑴半导体三极管
半导体三极管(常简称为三极管)是电子线路中最常用的半导体器件，它在电路中主要起放大和电子开关作用。
①半导体三极管的外形、符号和分类
半导体三极管是一种3层结构的半导体器件，一般具有3个电极(引脚)，这3个电极分别为基极(符号为B或b)、集电极(符号为C或c)和发射极(符号为E或e)。其常见的外形见图2-2所示。
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课程设计说明书 题目：光控开关电路设计 课程名称：模拟电子技术基础 学院：电子信息与电气工程学院学生姓名： 学号：201102010063 专业班级：自动化2011级2班 指导教师：杨欣 2013年6月7日
课程设计任务书
光控开关电路 摘要：此光控灯电路是基于光电传感器特性的基础上而设计的。该光控开关由光控部分，开关部分，LED灯三部分组成。当自然光的亮度（或人为亮度）发生改变时，光控灯将随着“开”和“关”。适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备，降低能耗，节约能源。 关键词：光敏二极管；电压比较器；继电器；晶体三极管
目录 1.设计背景 (1) 1.1满足现实生活需求 (1) 1.2适应现代科技发展 (1) 2.设计方案 (1) 2.1可供选择方案 (1) 2.2方案论证 (2) 3.方案的实施 (2) 3.1原理图的设计 (2) 3.2PCB板的设计和制作 (4) 3.3元器件的组装与焊接 (6) 3.4光控开关的调试 (6) 4.结果与结论 (6) 4.1.光控开关设计结果 (6) 4.2.结论 (6) 5.收获与致谢 (7) 6.参考文献 (8) 7.附件 (8)
1. 设计背景 1.1满足现实生活需求 在现代社会现实生活中我们无时无刻不在使用这电灯，现在市场上出现了各种各样的灯，比如：白炽灯，节能灯，彩灯等等，但是不论如何都少不了控制这些灯的开关。因此，设计一个可行性的开关显的尤为的重要。本次设计就是为了满足现实生活的需求而设计的光控开关。 1.2适应现代科技发展 随着现代科学技术的发展传统式开关已经不能满足现代生活。在现代社会很多地方夜晚需要长明灯，比如一些公共场所，一些生产车间。如果这些地方使用传统的开关很可能产生夜晚开灯之后，等到白天的时候就会忘记关灯而造成严重的能源浪费。 还有在一些生产过程中，我们能把这些光控开关当做报警装置的一部分。当人手触碰到那些危险区域之前，由于人手的遮光而使得光线变暗而触发开关产生报警。 因此我们的光控开关的设计是很有必要很有意义的一件事。 2. 设计方案 2.1可供选取方案： 方案一： 用μA741与光敏二极管构成光控部分 通过改变μA741的正向与反向输入电压的不同使μA741的输出端输出稳定的高电平或低电平从而使8050晶体三极管导通或截止来控制继电器的锡合与断开。 方案二： 用555定时器构建单稳态电路与光敏二极管够成光控部分 用555定时器构建的单稳态触发器同样能输出稳定的高电平或低电平从而使8050晶体三极管导通或截止来控制继电器的锡合与断开。
声光控开关电路 光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。 光敏电阻的结构与原理 光敏电阻器又叫光感电阻，其工作原理是基于内光电效应。 光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。 光电特性：在光敏电阻两级电压固定不变时，光照度与电阻及电流间的关系称为光电特性，光电特性曲线如图1-2所示 图1-2光敏电阻特性曲线 整机电路组成和各部分作用 声光控开关节能灯电路由电源电路、声控电路、光控电路、延时电子开关电路四大部分组成。 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。常用的电路有：发光器件电路、光敏器件电路和光电显示器件电路。而常用的光控电路使用的光敏器件电路为主要的光控电路部分。 延时电子开关电路 延时电子开关电路它是用电路中送入的信号进行控制电路的设备。其作用是用送入来的信号去控制电路，使电路达到延时的效果。常用的延时电路有按键延时电路、感应延时电路、开关控制延时电路、光控延时电路、声光双控延时电路等。而本电路延时电子开关电路使用主要的电路为声光双控延时电路部分。声光双控电路是声、光控开关的组合。它是利用驻极体话筒是否采集到声音信号，光敏电阻感应光线的明暗来改变信号的高低电平，以达到控制电路输出高低电平的目的，再利用稳压管高电平导通的原理来控制灯泡的亮灭。 声光控单元电路的设计 整流电路的设计 整流电路把交流电能转换为直流电能的电路。大多数整流电路由变压器、整流主电路和滤波器等组成。它在直流电动机的调速、发电机的励磁调节、电解、电镀等领域得到广泛应用。整流电路通常由主电路、滤波器和变压器组成整流电路是电力电子电路中最早出现的一种，它将交流电变为直流电，应用十分广泛。 全波整流的输出是交流输入电压的0.9倍，效率高，直流电压平稳。能充分利用变压器的功率。半波整流输出是交流输入的0.45倍，效率低。在负载电流较小的场合也可用半波整流。 根据电压的充分利用整流电路选用单向桥式整流电路。 单向桥式整流电路是由电源变压器T，4只整流二极管VD1～VD4和负载R L组成。电路图如2-1图所示。
红外线光控开关电路图及工作原理一、特点 该装置采用锁相环单音检测电路ＬＭ５６７构成自发射自接收的闭环控制形式。就是说，把ＬＭ５６７产生的方波电信号调制在红外线光信号上并发射出去，红外线光敏二极管接收该信号，并把其变为电信号，经放大，又被该ＬＭ５６７自身检测。这样，ＬＭ５６７自身的振荡频率与要接收的信号频率永远相同，即使由于某种原因使ＬＭ５６７的振荡频率发生了变化。在一定的频带宽度内，由于ＬＭ５６７只对与自身振荡频率非常接近的信号产生响应，而对其他频率的干扰信号不响应，所以，该装置具有可靠性高、抗干扰性强、安装调试简单的特点。该装置可应用于自动门、自动水龙头、防盗报警、危险区域误入报警、警戒区域侵入报警等控制。 二、工作原理 电路原理图见图１。红外线光敏二极管ＰＨ检测到由红外线发射二极管ＬＥ发出的红外线光信号，并将其转换成电信号。该信号经由ＩＣ１Ａ构成有源高通滤波器，滤除外界低频干扰信号；再经ＩＣ１Ｂ、ＩＣ１Ｃ两级固定增益放大器的放大、以及ＩＣ１Ｄ可调增益限幅放大器的放大，进入锁相环单音检测电路 ＩＣ２的第③脚。ＩＣ２检测到与自身振荡频率相同的信号后，其第⑧脚输出低电平，使继电器ＤＬ吸合，触点Ｓ１、Ｓ２接通，控制其他设备。ＩＣ２第⑧脚的最大吸入电流为１００ｍＡ。ＩＣ２第⑤脚输出的方波信号，经Ｃ８、Ｒ１６组成的微分电路和Ｎ１、Ｎ２驱动电路，使红外线发射二极管发出该频率调制的红外线光信号。微分电路使正方波信号变为低占空比的方波信号。用低占空比方波调制红外线发射管，可提高红外线发射管的工作效率，即其峰值电流很大，而平均工作电流却很小。这样，有利于红外线光敏二极管的接收。电阻Ｒ１２、Ｒ１３和电解电容Ｅ３是集成电路ＩＣ１的中点电位偏置电路，使ＩＣ１工作于单电源方式。该装置有两种工作方式。一种是：红外线发射二极管和红外线光敏二极管都在同一侧，构成反射检测方式，见图２。另一种是：红外线发射二极管在一侧，而红外线光敏二极管在另一侧，构成对射式检测方式，见图３。一般情况下，反射式控制距离可达两米，对射式控制距离可达五米。控制距离的远近可由调节电位器Ｗ来控制，Ｗ的阻值越大，ＩＣ１Ｄ放大器的增益越大，控制距离越远。反之，控制距离越近。如果给红外线发射二极管或光敏二极管一方加上光学透镜，可增加控制距离；给双方都加上光学透镜，更可增加控制距离。红外线发射二极管的外面要套上长度为５０ｍｍ左右的金属管，以防止其散射光干扰红外接收管。 电解电容Ｅ５的容量越大，抗干扰性越好，但响应的时间也越长，一般Ｅ５的选取范围是１０μＦ～１００μＦ。由于该装置工作在闭环状态，所以对ＩＣ２工作频率的稳定度要求不严格，并且可在很宽的范围内设定频率值，范围可达５ｋＨｚ～４０ｋＨｚ，频率由电
实训(论文)说明书 题目：声光控开关设计 院（系）：应用科技学院 专业：电子信息工程 学生姓名：李春铸 学号：0901130119 指导教师：王守华刘洪林 2011年6月24日
摘要：在学校、机关、厂矿企业等单位的公共场所以及居民区的公共楼道，长 明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。另外，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。所以，设计一个以声光控制的开关控制电灯电路是一个很有必要的，可以节省电源。 在本设计中介绍了一种声光控路灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，给出各电路原理图及元件参数选择，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。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，电路的拾音器只要检测到有碎发声响，就会自动亮为行人照明，过几分钟后又自动熄灭，节能节点。 关键字：传感器，声光控制，自动控制
Abstract In schools, offices, factories and enterprises and other units of public places and residential areas of the public corridor, a long light is widespread, which caused a great waste of energy. In addition, due to frequent switching or man-made, wall switch failure rate is high, increasing the amount of maintenance, waste of money. Therefore, designing a sound and light control switch to control a lamp circuit is necessary, you can save power. In this design introduces a street light controller, sound and light control the composition, performance, application and operating principle, gives the circuit diagram and component parameters, energy-saving effect is very obvious, while also greatly reducing the amount of maintenance, save money, with favorable results. During the day light is good, regardless of passers-by how much the sound issue, not a bulb light up. Night brightness, the circuit of pickup as long as the detected sound burst, it will automatically light for the pedestrian lighting, a few minutes and then automatically turns off, saving the node. Key words：Sensors, sound and light control, automatic control
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。常用的电路有：发光器
该电路是目前市面上常用的声光路灯控制器的原理图. 220V市电经过VD1~VD4组成的桥式整流输出脉动电压,经过R1,VD5,C1降压滤波后,由VS提供11V的稳定直流电压,为控制电路提供电源供给. 静态待机状态下： BM无信号输入，V1处于静止放大状态，因为C3的隔直作用，V2基极无偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。 当外界光照强度足够时： RG呈现低阻抗状态，即使短路C3，V2的基极也得不到足够的偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。 当外界光照强度较弱且无声音信号时： RG呈现高阻抗状态，与R7,R8的阻值相比可视作RG为开路状态，但因为C3的隔直作用，V2基极无偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。 当外界光照强度较弱且有声音信号时： RG呈现高阻抗状态，与R7,R8的阻值相比可视作RG为开路状态。BM输出的音频信号经过V1放大在其集电极产生了幅度极高的音频信号，通过C3耦合，这个放大后的音频信号正极性部分经过R5,R6,R7,R8分压后为V2提供了足够强的基极偏置，V2进入导通状态致使V3进入饱和导通状态，电源通过V3,VD6向C4充电，由于音频信号的频率不会很高而且声音信号有一定的持续时间，C4在这段时间内可以被充满电至10V左右，此时C4通过R10为可控硅VT提供了足够的导通电压，EL获得足够的电流，处于发光状态。当声音信号消失后，由于VD6被反向偏置，C4上的电荷只能通过R10,VT放电，而C4和R10的放电时间常数比较大，VT会保持持续导通，直到C4上的电压不足以使VT导通时，EL恢复到熄灭状态。 根据上述分析，如果要调整该控制器的声音灵敏度，可以通过调整R4的阻值来实现，当R4的阻值增加，可以降低声音灵敏度，反之则提高声音灵敏度。如果要调整该控制器的光照灵敏度，可以通过调整R8的阻值来实现，当R8的阻值增加，可以提高控制器起作用的光照度，反之则可以降低控制器作用的光照度。R4,R8是独立调整各自的灵敏度而相互影响比较小，如果调整R5和R6的话两个参数的灵敏度都会受到影响而改变。 本电路的EL最大功率限制在于VD1~VD4的最大电流以及VT的最大电流，根据本电路中的器件选择，最大允许电流为1A，所以EL的功率应该限制在220W以下，为留有余量，EL最好是小于等于100W的。
人体感应、声光控灯头开关电路图 下图声光控节能灯座电路 声光控节能灯座节电效果显著,采用该灯座白天灯不亮,夜间有声音灯即亮?该灯座电路简洁,声控部分采用了驻极体话筒,电路见附图所示? 220V电源经桥式整流?220kΩ电阻降压?100μF电容滤波后得到5V电压供给数字集成电路HD14011工作?白天有光照时,光电二极管2CU呈低阻状态,IC的{1}?{2}脚为低电位,{3}脚为高电位,白天不论有无声音,即不论{4}脚电位如何,{13}脚始终钳位于高电位,{12}脚也为高电位?因此{11}脚为低电位,可控硅截止,灯泡不亮?夜晚无光照时,2CU呈高阻状态,{3}脚为低电位,这时若有人发出声响,驻极体话筒拾取信号,经{5}?{6}脚输入到放大器放大后由臆脚输出?当{4}脚为低时,{13}脚也为低,{11}脚为高,触发可控硅BT169导通,灯泡点亮?同时10μF电容充电,充电之初{8}?{9}脚为高电位,使{12}脚为低电位?声音过后,{13}脚恢复高电位,但由于{12}脚为低电位,所以{11}脚继续保持高电位,灯继续点亮?10μF电容继续充电?几十秒钟后,{8}?{9}脚为低电 位,{11}脚也翻转为低电位,可控硅截止,灯灭? 下图:VD1-VD4是IN4007，VD5是2CW56(8V),VD6是4148,VT7是9013,VS是MCR100-8；R1是22k,R2是22m, R3是33k,R4是47k,R5是1.5m,R6是5.1欧,R7是240k(全部是1/8碳膜电阻)；C1是瓷介电容104(0.1uf),C2是电解电容22uf/16v,C3是100uf/16v；MIC(B) 是CRZ-113F驻极体电容话筒;GR是光敏电阻MG45；IC是CD4011。
《物理实验Ⅰ课程设计》 题目: 光控电路开关的设计与制作学院（系）: 理学院 专业: 光信息科学与技术 班级: 光学****班 学生姓名：*** 指导教师：*** 评阅人：*** 设计（论文）所在单位: 石油大学理学院 完成时间：2014年3月
摘要 光控灯和声光控灯是居家照明的重要组成部分（如楼道、卫生间、小巷等），它们的出现使我们的生活方便许多，既可避免摸黑找开关造成的摔伤碰伤，又可杜绝楼道灯有人开、没人关浪费能源的现象。 介绍了用三极管和与非门芯片实现光控灯的原理，重点介绍了实现方法和具体细节，及制作过程中遇到的问题和相应的解决方案。 关键词：光控灯、光敏电阻、三极管、发光二极管
目录 引言 (1) 1光控灯 (2) 1.1实验原理 (2) 1.2实验器材 (2) 1.3元器件介绍 (2) 1.4实际电路 (4) 1.5光控灯的实现 (4) 1.6电路的测试与调试 (4) 2总结 (7) 3参考文献 (7)
光控电路开关的设计与制作 *** ●引言 随着现代科学技术的发展，越来越多的高科技节能产品出现在我们生活的方方面面，声控灯、光控灯是居家照明的重要组成部分，光控灯是由光控开关和LED灯组合而成。声控灯由麦克风，放大电路和LED灯组成。在地球资源日渐衰竭的今日，环保、节能是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，基于此目的的研发工作更是趋向环保、节能的特性上著眼。因此，开发新型高效、节能、寿命长、环保的电路对居家照明节能具有十分重要的意义。由此声控、光控LED灯的诸多优点在现在正逐渐取代传统的照明设备，是照明产品的新兴光源，有「绿色照明」光源之称，未来将光芒耀眼，发展潜力无限。声控、光控LED具有节能、体积小、发热量低、寿命长、耗电量小、反应速度快、易控制等众多优点，极大的满足了人们日常生活的需要，因此十分被灯饰业者看好。 光控灯，安装方便，使用寿命长。集光学、材料和电路技术为一体组成的自动照明开关，白天或光线较强时，开关电路为自锁状态，LED灯不亮，当光线黑暗时或晚上来临时，开关自动打开，LED灯亮，从而实现了白天自动熄灭夜间自动打开的目的，节省了人为的控制。 声光控集声控、光控、延时自动控制技术为一体,置声音感应元件,光效感应元件,白天光线较强时，受光控自锁，有声响也不通电开灯；当傍晚环境光线变暗后，开关自动进入待机状态，遇有说话声、脚步声等声响时，会立即通电,亮灯，延时半分钟后自动断电；能延长灯泡寿命6倍以上，节电率达90％。 二者都为人们的日常生活提供诸多方便。 本文的主要容包括：通过模拟电子技术的学习，提出了一种基于晶体三极管工作状态的系统设计方法，结合光敏电阻的随着外部环境的阻值改变的特性，给出光控灯的设计方案，在此基础上结合数字电子技术的优点。
课程设计说明书（论文） 题目：光控开关电路设计 课程名称：模拟电子技术 学院：电子信息与电气工程学院 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 2014年06月06日
课程设计任务书
光控开关电路设计 摘要：此光控灯电路是基于光电传感器特性的基础上而设计的。该光控开关由光控部分，开关部分， LED灯三部分组成。当自然光的亮度（或人为亮度）发生改变时，光控灯将随着“开”和“关”。适合作为街道、宿舍走廊或其它公共场所照明灯，起到日熄夜亮的控制作用，以节约用电。它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合于各种楼房走廊的照明设备，降低能耗，节约能源。 关键词：光敏二极管；电压比较器；继电器；晶体三极管
目录 1.设计背景 (1) 1.1满足现实生活需求 (1) 1.2适应现代科技发展 (1) 2.设计方案 (1) 2.1可供选择方案. (1) 2.2方案论证 (2) 3.方案的实施 (2) 3.1原理图的设计 (2) 3.2PCB板的设计和制作 (4) 3.3元器件的组装与焊接 (6) 3.4光控开关的调试 (6) 4.结果与结论 (6) 4.1.光控开关设计结果 (6) 4.2.结论 (6) 5.收获与致谢 (7) 6.参考文献 (8) 7.附件 (8) . . .
1. 设计背景 1.1满足现实生活需求 在现代社会现实生活中我们无时无刻不在使用这电灯，现在市场上出现了各种各样的灯，比如：白炽灯，节能灯，彩灯等等，但是不论如何都少不了控制这些灯的开关。因此，设计一个可行性的开关显的尤为的重要。本次设计就是为了满足现实生活的需求而设计的光控开关。 1.2适应现代科技发展 随着现代科学技术的发展传统式开关已经不能满足现代生活。在现代社会很多地方夜晚需要长明灯，比如一些公共场所，一些生产车间。如果这些地方使用传统的开关很可能产生夜晚开灯之后，等到白天的时候就会忘记关灯而造成严重的能源浪费。还有在一些生产过程中，我们能把这些光控开关当做报警装置的一部分。当人手触碰到那些危险区域之前，由于人手的遮光而使得光线变暗而触发开关产生报警。因此我们的光控开关的设计是很有必要很有意义的一件事。 2.设计方案 2.1可供选取方案： 方案一： 用μA741光敏二极管构成光控部分 通过改变μA741正向与反向输入电压的不同使μA741的输出端输出稳定的高电平或低电平从而使8050晶体三极管导通或截止来控制继电器的锡合与断开。 方案二： 用555定时器构建单稳态电路与光敏二极管够成光控部分 用555定时器构建的单稳态触发器同样能输出稳定的高电平或低电平从而使8050晶体三极管导通或截止来控制继电器的锡合与断开。 2.2方案的论证和选取： 用μA741与光敏二极管构成的光控电路部分，电路结构更加简单可行，现实情况更容易制作。因此，通过比较最终方案选用方案一。 3. 方案实施
可控硅光控开关电路设计方案分享 可控硅开关电路是工程师们在平时的设计过程中，常常用到的一种电路结构，其设计相对简单且适用范围广泛的优势，让这种开关电路广受好评。在今天的电路设计分享中，我们将会为大家分享一种可控硅光控开关电路设计方案，下面就让我们一起来看看吧。 首先我们需要了解的，是可控硅光控开关电路的具体含义。首先来看光控电路的定义，这种电路是利用光线的变化，对工作状态进行控制的电路，其核心是光敏元件，再加入放大电路和控制电路而组成，主要利用的是半导体的光敏特性。在没有光照时，呈高阻状态，称为暗阻。有光时呈低阻状态，称为亮阻。亮阻与暗阻的差距越大，说明这个光敏电阻对光线的反应越灵敏。 在本方案中，我们所设计的这一可控硅光控开关电路，在设计构思上选择采用的感光元件是光敏二极管。它利用PN结反向偏置时，在光线照射下，反向 电流将由小变大的原理制作而成。控制电路则选用BT151-500R可控硅作为控制元件，它能通过小电流小电压控制大电流大电压。元件选择方面，我们选择使用的可控硅元件型号为BT151-500R，同时还选择使用稳压二极管、半导体器件IN4007、光敏电阻、三极管9031来完成这一光控电路的设计。 工作原理 在本方案中，我们所设计的这一可控硅光控开关电路的电路图如图1所示。当这一电路处于正常工作状态下时，220V交流电通过灯泡DS1及整流全桥后，变成直流脉动电压，作为正向偏压，加在可控硅Q1及R支路上。白天亮度大于一定程度时，光敏二极管D3呈现底阻状态，即小于1KΩ，使三极管Q3截止，其发射极无电流输出，单向可控硅Q1因无触发电流而阻断。此时流过灯泡DS1的电流≤2.2mA，灯泡DS1不能发光。电阻R1和稳压二极管D2
cd4011声光控电路图详解（延时开关电路） 集成电路CD4011是一个包含4个与非门的CMOS 电路，每个与非门有2个输入端一个输出端。当两输入端有一个输入为0，输出就为0。只有当输入均为1时，输出才为1。当两个输入端都为0时，输出是1。 本文主要介绍CD4011制作的声光控延时开关电路，分别从发工作原理、元器件的选择、安装与制作、调试以及故障检测与检修方面来详细介绍，一起来了解一下。 一、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cd4011，其内部含有4个独立的与非门vd 1～vd4，使电路结构简单，工作可靠性高。 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。
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，即为高电平间t=2πr8c3，改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd3和vd4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vd3、vd4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vd3、vd4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将交流220v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等供电。 原理图：
光控开关设计 在现代社会现实生活中我们无时无刻不在使用这电灯，现在市场上出现了各种各样的灯，比如：白炽灯，节能灯，彩灯等等，但是不论如何都少不了控制这些灯的开关。因此，设计一个可行性的开关显的尤为的重要。本次设计就是为了满足现实生活的需求而设计的光控开关。 随着现代科学技术的发展传统式开关已经不能满足现代生活。在现代社会很多地方夜晚需要长明灯，比如一些公共场所，一些生产车间。如果这些地方使用传统的开关很可能产生夜晚开灯之后，等到白天的时候就会忘记关灯而造成严重的能源浪费。 还有在一些生产过程中，我们能把这些光控开关当做报警装置的一部分。当人手触碰到那些危险区域之前，由于人手的遮光而使得光线变暗而触发开关产生报警。 因此我们的光控开关的设计是很有必要很有意义的一件事。 一．设计任务和要求 1、设计制作一个光控开关电路； 2、用光敏电阻做感光元件 3.当有光时灯亮，无光时灯灭 二．设计方案 2. 1：供选取方案 方案一； 用lm741和光敏电阻部构成光控部分。 通过改变lm741的正向与反向输入电压的不同使lm741的输出端输出稳定的高电平或低电平从而使发光二极管有光时亮，无光时灭。 方案二： 用3DG6C构建单稳态电路与光敏电阻构成光控部分。 用构建的单稳态触发器同样能输出稳定的高电平或低电平从而使发光二极管亮或灭。 2.2方案的论证和选取：
用lm741与光敏电阻构成的光控电路部分，电路结构更加简单可行，现实情况更容易制作。因此，通过比较最终方案选用方案一。 三．单位元件的设计和计算 单元电路原理分析 LM741芯片引脚和工作说明： 1和5为偏置(调零端)，2为正向输入端，3为反向输入端，4接地，6为输出，7接电源， 8空脚 当同向输入端电压大于异相输入端电压时就会有输出电流，从而使电路导通。当有光时同向输入端电阻较小，故R3分压较大，由于异性输入端为固定电阻，电压不变，此时使R3分得电压高于R2，当光敏电阻被挡住时，电阻增大，R3分压变小故发光二极管熄灭。四．总电路图及元器件清单
目录 摘要 (3) 1、任务与要求 (4) 1.1、总体设计方案 (4) 1.1.1、设计思路 (4) 1.1.2、电源电路 (4) 1.1.3、光控电路 (4) 2、设计分析 (4) 3、原理图 (5) 4、实验器材 (6) 5、结论 (6) 参考文献 (6) 总结与体会 (6)
光控开关的设计与制作 摘要 介绍一种光控灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，并给出了电路原理图及元件参数选择。 光控灯控制器可以自动实现光线较暗时，二极管变亮，既方便又实用。此控制器经济实用，即使一般的微弱光线也能是二极管发光。 这是我首次课程设计，时间仓促，加之我水平有限，没有设计经验，在本文中有不当之处，希望老师与读者提出意见，帮助完善设计。 关键字：光线、控制器、开关、二极管，发光。
1、任务与要求： 利用光线的强弱作为二极管的起控点，实现光线较亮时，二极管不发光，光线较暗时，二极管发光。 了解常用光线控制的各种发光电路的方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用器件进行选型，同时加以电路的设计与分析，完成设计任务。光控控制器可以实现光线较暗时，二极管变亮，既方便又实用。1.1 、总体设计方案 1.1.1 、设计思路 整个电路由电源电路，光控电路等部分组成。电源由+5V电池供电，光控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号。通过光控电路使二极管发光，光控电路主要将光信号转变为电信号，从而要实现自动控制。1.1.2 电源电路 接直流电源，大约输出+5V左右的直流电压供后级电路使用。 1.1.3 光控电路 该电路主要由发光二极管、光敏电阻、103可变电阻、502可变电阻、三极管（NPN）组成，因光敏电阻受光线照射，电阻变小，三极管基极电压被拉低而截止，二极管变暗；反之，光敏电阻没有光照时，其阻值增大，三极管基极电压升高并使其导通，二极管发光。 2、设计分析 利用光照强度为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点，
红外线光控开关电路图及工作原理 一、特点 该装置采用锁相环单音检测电路ＬＭ５６７构成自发射自接收的闭环控制形式。就是说，把ＬＭ５６７产生的方波电信号调制在红外线光信号上并发射出去，红外线光敏二极管接收该信号，并把其变为电信号，经放大，又被该ＬＭ５６７自身检测。这样，ＬＭ５６７自身的振荡频率与要接收的信号频率永远相同，即使由于某种原因使ＬＭ５６７的振荡频率发生了变化。在一定的频带宽度内，由于ＬＭ５６７只对与自身振荡频率非常接近的信号产生响应，而对其他频率的干扰信号不响应，所以，该装置具有可靠性高、抗干扰性强、安装调试简单的特点。该装置可应用于自动门、自动水龙头、防盗报警、危险区域误入报警、警戒区域侵入报警等控制。 二、工作原理 电路原理图见图１。红外线光敏二极管ＰＨ检测到由红外线发射二极管ＬＥ发出的红外线光信号，并将其转换成电信号。该信号经由ＩＣ１Ａ构成有源高通滤波器，滤除外界低频干扰信号；再经ＩＣ１Ｂ、ＩＣ１Ｃ两级固定增益放大器的放大、以及ＩＣ１Ｄ可调增益限幅放大器的放大，进入锁相环单音检测电路 ＩＣ２的第③脚。ＩＣ２检测到与自身振荡频率相同的信号后，其第⑧脚输出低电平，使继电器ＤＬ吸合，触点Ｓ１、Ｓ２接通，控制其他设备。ＩＣ２第⑧脚的最大吸入电流为１００ｍＡ。ＩＣ２第⑤脚输出的方波信号，经Ｃ８、Ｒ１６组成的微分电路和Ｎ１、Ｎ２驱动电路，使红外线发射二极管发出该频率调制的红外线光信号。微分电路使正方波信号变为低占空比的方波信号。用低占空比方波调制红外线发射管，可提高红外线发射管的工作效率，即其峰值电流很大，而平均工作电流却很小。这样，有利于红外线光敏二极管的接收。电阻Ｒ１２、Ｒ１３和电解电容Ｅ３是集成电路ＩＣ１的中点电位偏置电路，使ＩＣ１工作于单电源方式。该装置有两种工作方式。一种是：红外线发射二极管和红外线光敏二极管都在同一侧，构成反射检测方式，见图２。另一种是：红外线发射二极管在一侧，而红外线光敏二极管在另一侧，构成对射式检测方式，见图３。一般情况下，反射式控制距离可达两米，对射式控制距离可达五米。控制距离的远近可由调节电位器Ｗ来控制，Ｗ的阻值越大，ＩＣ１Ｄ放大器的增益越大，控制距离越远。反之，控制距离越近。如果给红外线发射二极管或光敏二极管一方加上光学透镜，可增加控制距离；给双方都加上光学透镜，更可增加控制距离。红外线发射二极管的外面要套上长度为５０ｍｍ左右的金属管，以防止其散射光干扰红外接收管。 电解电容Ｅ５的容量越大，抗干扰性越好，但响应的时间也越长，一般Ｅ５的选取范围是１０μＦ～１００μＦ。由于该装置工作在闭环状态，所以对ＩＣ２工作频率的稳定度要求不严格，并且可在很宽的范围内设定频率值，范围可达５ｋＨｚ～４０ｋＨｚ，频率由电阻Ｒ１１调节。ＩＣ２振荡频率计算公式如下： ｆ＝１．１／Ｒ·Ｃ单位：ｆ（ｋＨｚ）、Ｒ（ｋΩ）、Ｃ（μＦ）。图１中，Ｒ１１即为公式中的Ｒ，Ｃ７即为公式中的Ｃ。
西昌学院 目录 摘要 (3) 1、任务与要求 (4) 1.1、总体设计方案 (4) 1.1.1、设计思路 (4) 1.1.2、电源电路 (4) 1.1.3、光控电路 (4) 2、设计分析 (4) 3、原理图 (5) 4、实验器材 (6) 5、结论 (6) 参考文献 (6) 总结与体会 (6)
光控开关的设计与制作 摘要 介绍一种光控灯控制器的组成、性能，适用范围及工作原理，并给出了电路原理图及元件参数选择。 光控灯控制器可以自动实现光线较暗时，二极管变亮，既方便又实用。此控制器经济实用，即使一般的微弱光线也能是二极管发光。 这是我首次课程设计，时间仓促，加之我水平有限，没有设计经验，在本文中有不当之处，希望老师与读者提出意见，帮助完善设计。 关键字：光线、控制器、开关、二极管，发光。
1、任务与要求： 利用光线的强弱作为二极管的起控点，实现光线较亮时，二极管不发光，光线较暗时，二极管发光。 了解常用光线控制的各种发光电路的方法，及各自的优缺点，通过相互的比较，确定设计方案，并对所用器件进行选型，同时加以电路的设计与分析，完成设计任务。光控控制器可以实现光线较暗时，二极管变亮，既方便又实用。 1.1 、总体设计方案 1.1.1 、设计思路 整个电路由电源电路，光控电路等部分组成。电源由+5V电池供电，光控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号。通过光控电路使二极管发光，光控电路主要将光信号转变为电信号，从而要实现自动控制。 1.1.2 电源电路 接直流电源，大约输出+5V左右的直流电压供后级电路使用。 1.1.3 光控电路 该电路主要由发光二极管、光敏电阻、103可变电阻、502可变电阻、三极管（NPN）组成，因光敏电阻受光线照射，电阻变小，三极管基极电压被拉低而截止，二极管变暗；反之，光敏电阻没有光照时，其阻值增大，三极管基极电压升高并使其导通，二极管发光。 2、设计分析
简单实用的用CD4011构成声光控开关灯电路（含线路板图）简单实用的用CD4011构成声光控开关灯电路 原理图： 印刷线路板图： 这款简单声光控制电子开关具有声音信号和光信号控制功能，当有光照射时，开关电路处于关闭状态，而当光信号比较弱时，开关电路受声音信号的控制，使用这种开关，人们不必在黑暗中摸索开关，也不必担心点长明灯费电和损坏灯泡，夜间只要有脚步声，灯便自动点亮，延时一分钟左右后自动熄灭。特别适用于自动控制路灯照明及走廊和楼道等片的短时照明。 一、电路组成及工作原理 声、光控制电子开关电路如下图所示。 1、电路组成 电路主要由以下几部分组成。 (1)、声音信号输入电路。由话筒MIC、电阻R1.、R2、R3、
电容C1和三极管T1组成。声音信号经话筒MIC转换为电信号后经C1耦合至T1放大，最后由T1的集电极输出并送入集成电路IC1的2脚。 (2)、光信号输入电路。由电阻R4和光敏电阻Rg组成。光的强弱经光敏电阻Rg转换为高、低电平后送入集成电路IC1的1脚。 (3)、桥式整流电路。由二极管D2、D3、D4、D5组成。其功能是将220V的交流市电转换为脉动直流电压。 (4)、降压滤波电路。由电阻R5、R6和电容C2组成。其功能是对桥式整流电路输出的脉动直流电压进行降压滤波，获得10V左右的直流电压，作为控制电路的直流电源。(5)、延时电路。由二极管D1、电阻R8和电容C3组成。延时时间由R8和C3决定，按图中所示参数值可延时约60～70S。二极管D1起隔离作用。 (6)、控制电路。由集成电路IC1、电阻R7和双向可控硅T2组成，其作用是控制开关的通断。这里双向可控硅T2起开关作用。集成电路IC1是整个电子开关的核心元件，型号为.TC4011BP。它是四-二输入与非门集成电路。其中1、2脚和3脚分别为与非门1的输入和输出端；5、6和4脚分别为与非门2的输入和输出端；8、9和10脚分别为与非门3的输入和输出端；12、13和11脚分别为与非门4的输入和输出；7和14脚分别是接地和电源脚。在该电路中与非门
**大学实验报告 物理实验报告 班级姓名学号实验日期 光控开关的制作 一、实验目的和要求 1、了解光控电路的基本原理； 2、掌握电子电路的基本调试方法。 二、实验原理 常用的光探测器件是硫化镉（Cds）光敏电阻，它 是由半导体材料制成的。当光照射到光敏电阻时，光子 被Cds半导体物质吸收，激发出更多的电子空穴对，使 载流子数目增加，从而导致光敏电阻阻值（暗阻）在 1~10MΩ之间；在强光条件下，电阻阻值（亮阻）仅有 几百至数千欧姆。 本实验是用光敏电阻作为光探测器件。如图所示， 在由电阻R1、光敏电阻Cds和可调电阻W组成的分压偏置图1 光控开关电路图 电路中，当A点电压低于晶体三极管基极的导通电压时，晶体三极管BG1、BG2均处于截止状态，发光二极管LED不发光，表示继电器J出于释放状态，继电器J的常闭触点接通蜂鸣器B使之发声。当照射在光敏电阻Cds上的光强增大，使光敏电阻阻值减小，分压偏置电路中的A点电压升高，当超过三级管导通电压时，晶体三极管BG1、BG2导通，发光二极管LED亮；继电器J吸合，常闭触点打开，蜂鸣器B停止发声。 三、实验内容及步骤 1、本实验元件清单 电阻：R1（5.1kΩ)、R2（470Ω）各一个，可调电阻W（5k）一个，光敏电阻一个，继电器，蜂鸣器，三极管BG两个（9013），发光二极管LED（5mm)。 辅助器件：万用表，直流电源（6V），导线若干，面包板一个。 2、用万用表检查、了解元件； (1)一般电阻 电阻的阻值是可以根据电阻上的色环判断： 1）、四环电阻阻值等于前两位对应的数值乘上第三位对应的倍率，第四位为误差范围； 2）、五环电阻阻值等于前三位对应的数值乘上第四位对应的倍率，第五位为误差范围。 ○1电阻R0为五环型 色环颜色：棕黑黑棕棕 阻值=100×102 =1000Ω 误差为±1% 实测阻值为992Ω 本实验R1用两个R0的电阻并联成；图2 电阻R0
三极管组成的光控开关电路原理图_四款光控开关电路图 什么是光控开关 光控开关/光控时控器采用先进的嵌入式微型计算机控制技术，融光控功能和普通时控器两大功能为一体的多功能高级时控器（时控开关），根据节能需要可以将光控探头（功能）与时控功能同时启用，将达到最佳节能效果。是路灯、景观灯、广告灯箱、霓虹灯等设备的最佳节能控制装置；可广泛应用于街道、铁路、车站、航道、学校及供电部门等一切需要时间控制的应用场所。现在国内主要的品牌有灯联网、艾贝斯等，代表型号有ET101.1、ET102.1等。 光控开关功能和用途 本系列智能光控开关，可以根据用户设定的时间（光照度门限）值，自由控制用电器的电源开关。广泛用于路灯、霓虹灯、广告灯等需要按时间控制电源开关的用电设备。 用户可以根须需求设定四组开关灯时间，可以实现多时段开关灯。 用户也可以利用光控探头采集当地光照度，实现根据光照度开关灯。 四款光控开关电路图 电路图一： 光控开关在室内5~6 米范围内，可用手电光进行遥控，可以很方便地开启或关闭家用电器。
工作原理： 电路如图192 所示。由三极管VT1、光电二极管等组成光接收电路。每接收到光照一次，就使由三极管VT2、VT3组成的双稳态电路发生翻转，通过三极管VT4 去驱动继电器K 工作，以控制家用电器的电源开关。 电路图二： 声光控节能灯座节电效果显著，采用该灯座白天灯不亮，夜间有声音灯即亮该灯座电路简洁，声控部分采用了驻极体话筒，电路见附图所示
220V电源经桥式整流220kΩ电阻降压100μF电容滤波后得到5V电压供给数字集成电路HD14011工作白天有光照时，光电二极管2CU呈低阻状态，IC的{1} {2}脚为低电位，{3}脚为高电位，白天不论有无声音，即不论{4}脚电位如何，{13}脚始终钳位于高电位，{12}脚也为高电位因此{11}脚为低电位，可控硅截止，灯泡不亮夜晚无光照时，U呈高阻状态，{3}脚为低电位，这时若有人发出声响，驻极体话筒拾取信号，经{5} {6}脚输入到放大器放大后由臆脚输出当{4}脚为低时，{13}脚也为低，{11}脚为高，触发可控硅BT169导通，灯泡点亮同时10μF电容充电，充电之初{8} {9}脚为高电位，使{12}脚为低电位声音过后，{13}脚恢复高电位，但由于{12}脚为低电位，所以{11}脚继续保持高电位，灯继续点亮10μF电容继续充电几十秒钟后，{8} {9}脚为低电位，{11}脚也翻转为低电位，可控硅截止，灯灭。 下图：VD1-VD4是IN4007，VD5是2CW56（8V），VD6是4148，VT7是9013，VS是MCR100-8；R1是22k，R2是22m，R3是33k，R4是47k，R5是1.5m，R6是5.1欧，R7是240k（全部是1/8碳膜电阻）；C1是瓷介电容104（0.1uf），C2是电解电容22uf/16v，C3是100uf/16v；MIC（B）是CRZ-113F驻极体电容话筒;GR是光敏电阻MG45；IC是CD4011。