浅谈用数字集成电路制作声光控延时开关
【摘 要】本文主要阐述了用数字集成电路制作声光控延时开关的工作原理及制作安装与调试。
【关键词】声光控延时开关；安装；调试
一、声光控延时开关电路的作用及应用
用声光控延时开关代替住宅小区楼道上的开关，要求只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其他声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明；当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭；在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。
二、声光控延时开关电路的工作原理
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和光信号处理后，变为电子开关的开动作。电路中的主要元器件是数字集成电路CD4011，其内部含有4个独立的与非门VD1～VD4，使电路结构简单，工作可靠性高。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，由此可画出如图所示的方框图。
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。C3充电到一定电平时，当信号经与非门VD3、VD4构成两级整形电路，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。
三、电路元器件的选择
可控硅T选用1A/400V的进口单向可控硅100-6型。IC选用CMOS数字集成电路CD4011，其里面含有四个独立的与非门电路。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，光敏电阻选用的是625A型，有光照射时电阻为20k以下，无光时电阻值大于100M，说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1N4001～1N4007。元件清单：（1）集成电路，CD4011；（2）可控硅，BT169D；（3）三极管，9014；（4）整流二极管；1N4007；（5）麦克风，￠10；（6）光敏电阻，635A；（7）电阻器，18k 2个，24k 2个；（8）电阻器，150k 2个，680k 2个；（9）电阻器，2.2M；（10）瓷片电容，104；（11）电解电容，100uF，22uF；（12）前后盖；（13）印刷版、图纸；（14）螺丝等；（15）导线。
四、声光控延时开关电路的制作与安装
（1）晶体管的安装。各种晶体管在安装时要注意分辨它的型号，出脚顺序和正负极性；要注意防止在安装焊接的过程中对它们造成损伤。（2）电阻的安装。安装电阻时要注意区分同一电路中阻值相同而功率不同、类型不同的电阻，不要相互插错。小功率电阻大多采用卧式安装，并且要紧贴底板安装，以减少引线形成的分布电感。（3）电容的安装。瓷片电容安装时要注意其耐压级别和温度系数。电解电容安装时一定要注意正负极，长正短负，不能接反。（4）焊接。注意：第一，焊接前电阻要看清阻值大小，并用万用表校核。电容、二极管要看清极性。第二，一旦焊错要小心地用烙铁加热后取下重焊。扒下的动作要轻，如果安装孔堵塞，要边加热，边用针捅开。第三，电阻的读数方向要一致，色环不清楚时要用万用表测定阻值后再装。第四，上螺丝、螺母时用力要合适，不可用力太大。焊接时烙铁和焊锡靠近被焊元器件并认准位置，将烙铁头放在工件上进行加热，将焊锡丝放在工件上，熔化适量的焊锡，注意焊锡一定要润湿被焊工件表面和整个焊盘。待焊锡充满焊盘后，迅速拿开焊锡丝。焊接完成后，检查一下焊的质量。
五、调试
调试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图，认真核对一遍，看是否有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象。通电后人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。把连接好的声光控开关和灯泡连上电源，将开关放置在黑暗处，发出声响，电灯被点亮，一会儿，又自动熄灭，开关起效。打开电源开关，二极管持续发光，分别调试延时开关有明显延时间隔。试验成功。
参 考 文 献
[1]庄效恒.电子技术[M].北京：北京理工大学出版社，2011
[2]赵承荻.维修电工技能训练[M].北京：劳动人事出版社，2001
作者简介：黄晓灵（1966～）女，武隆人，重庆工贸职业技术学院副教授，从事机械加工、工程材料、电工电子技术教学和研究；孔龙（1965～）男，涪陵人，重庆工贸职业技术学院副教授，从事电工电子教学和研究。