基于電子技術的聲光控制照明電路設計研究

張英爭,陳 鵬

（河南工學院電子通信工程系，河南新鄉,453000）

基于電子技術的聲光控制照明電路設計研究

張英爭,陳 鵬

（河南工學院電子通信工程系，河南新鄉,453000）

聲光控制照明電路的設計及應用，有效降低了小區、工廠等場所夜晚的照明用電。本文從聲光控制照明電路設計的意義觸發，研究基于電子技術的聲光控制照明電路總方案設計理念及電路圖，并對該電路圖上各個結構進行了講解，最后就全文作出總結。

聲光控制；照明；電路；設計

近些年來，節能減排是我國倡導的發展觀念。而避免資源浪費不僅是我國各行業企業需要做的工作，還應該落實及貫徹到各類生活場景中。過去階段，我國學校、工廠、小區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。隨著科學技術的不斷發展，現如今已經研發出一種聲光控制照明電路，該電路的設計突破了傳統的照明控制方法，并帶來了質的飛躍。

1 聲光控制照明電路設計意義

過去階段，我國公共照明燈一般都采用手動式的開關方式。如在住宅小區的樓梯過道中，夜晚居民想要打開燈光還需觸碰開關裝置，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、學校等地，夜晚路燈徹夜不關，這就會帶來能源上的浪費。再到后來，出現了聲控燈，這種照明電路的設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。人們為解決這一問題只好定時定點的開關總電源，這樣一來，雖然起到了節能目的，但為加大了管理負擔。而聲光控制照明電路的設計，可有效改善上述所有問題。通過聲源和光源的雙重控制，為照明設備的使用和管理帶來很大便捷。同時，該照明電路應用范圍也很廣泛，只要不是封閉場所，大多都可以使用。

2 基于電子技術的聲光控制照明電路總方案設計

聲光照明電路總方案設計的原理：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為電信號。此時的電信號相對薄弱且頻率不一致，所以會經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。此時，該電路的整體開關就受到聲源的影響。反之，若處于白天時，電路接收到的光信號強烈，會關閉光控部分，此時聲控部分則無法發揮控制作用。所以，該電路的原理是以光信號作為基礎條件，以聲信號來進行控制。

聲光控制照明電路的的設計剛好滿足使用者對聲光控制照明設備的使用需求.即在白天或太陽光較亮時，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，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備。該電路在夜晚時處于可觸發狀態，受聲音影響開關，人們只需要發出腳步聲或其他聲音，就可以打開照明設備。在沒有聲音時及開啟一定時間之后，該設備自動關閉。

3 各電路設計

3.1 電源電路

電流電路的設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構簡單化，不可過于復雜。要滿足以上條件，可從電流電路中降壓器、穩壓器、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壓二極管。在輸出穩壓直流后需要經過降壓電容器（C1）、全橋整流器（QD）以及濾波電容（C2）后，在經過穩壓二極管（DW）進行穩壓，從而得到穩定的、滿足照明電路需要的電壓。

電源電路的各類元器件及參數的選擇需要結合電路的實際需求。首先，通過計算得出，全橋整流器（QD）應該選用型號為1A300V的二極管。其次穩壓二極管的選用可根據聲光控制照明電路穩壓直流電源電壓，該電壓而+9V，所以可選用型號為2CW57的穩壓二極管，這個型號的穩壓二極管穩定電壓為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電源電壓。合理情況下，降壓電容器的耐壓值應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RC時間常數大于3到5倍電源半周期這一原理進行選擇。

3.2 信號放大電路

信號放大線路的設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生微弱的電效應。這時，電信號在通過電路進入直藕式音頻放大器，使這個電信號放大。同時，再經過T3時，對產生倒向放大，從而觸發單穩態電路。

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弱的影響，具體可分為以下兩種情況：（1）強制復位狀態。在白天光敏三極管感受較大光照時，單穩態觸發器會應較大阻抗的影響，造成輸出低電平，這就就處于強制復位狀態。在強制復位狀態下，555不會產生翻轉置位，所以聲光控制照明不會發亮。（2）在夜晚光敏三極管感受光照小，則單穩態觸發器受到的阻抗就小，則輸出高電平，555處于單穩態觸發狀態。而如果此時拾音器接收到了聲音，產生了聲信號，通過加工形成極大電流，并觸發單穩觸發器，改變555狀態，產生翻轉置位，使可控硅觸發倒通，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，所以單穩態觸發電路中的定時原件應該滿足燈光持續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范圍正好符合需求，電壓工作范圍也在6V到8V之間。

4 總結

聲光控制照明電路為人們夜間生活帶來很大便捷，并發揮著節省電能源的作用。并且，聲光控制照明電路可完全自動化開關，節省了人力。這種自動化的操作模式及節省能源的設計理念，正是二十一世紀時代發展的產物。該電路的設計過程需要結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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[4]黃程云,韓哲.智能照明節電控制新技術[J].節能技術,2013,31(6):572-574.

[5]李桂蘭.聲光控制路燈電路的設計[J].電子制作,2013,(6):23.

[6]蔣雪梅.聲光控制節能開關電路設計的研究與探索[J].新課程（教育學術）,2011,(4):339-340.

張英爭，男（1988-），漢族，河南新鄉人，碩士，河南工學院助教，研究方向：應用電力電子技術、開關電源技術。

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

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