標(biāo)題: 拍手即亮的小夜燈 [打印本頁]
作者: hujia    時(shí)間: 2015-2-18 00:37
標(biāo)題: 拍手即亮的小夜燈

    這里給大家介紹的“一拍亮”延時(shí)小夜燈，將是你臥室里的好伙伴。每當(dāng)你拍一下巴掌，各盞延時(shí)小夜燈就會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮1分鐘，待你起床小便或看完鐘表后，它又會(huì)自動(dòng)熄滅，多么實(shí)用而有趣呀，趕快動(dòng)手制作吧！





一：工作原理
    “一拍亮”延時(shí)小夜燈的電路如圖一所示，它實(shí)際上是一個(gè)“聲控延時(shí)小燈”電路。壓電陶瓷片B與晶體三極管VT1，電阻R1，和電阻R2等組成了聲控脈沖觸發(fā)電路，時(shí)基集成電路IC與電阻R3，電容器C等組成了典型單穩(wěn)態(tài)延時(shí)電路，晶體三極管VT2，VT3和電阻R4，R5等組成了小電珠H的功率驅(qū)動(dòng)放大電路。整個(gè)電路的電源由干電池GB提供。
                                   
    平時(shí)，由于晶體三極管VT1的偏流電阻R1取值較大，所以VT1趨于截止?fàn)顟B(tài)，其集電極輸出電壓高于1/3VDD=1.5V（VDD等于電源電壓，即4.5V），與之相連的時(shí)基集成電路IC的低電位觸發(fā)端2腳處于高電平，單穩(wěn)態(tài)電路處于穩(wěn)態(tài)。電容器Ｃ兩端通過IC的7，1腳被IC內(nèi)部導(dǎo)通的三極管短路，IC的3腳輸出低電平，VT2，VT3均無偏流而截止，小電珠H不發(fā)光。



      當(dāng)在有效距離范圍內(nèi)拍一下手掌時(shí)，突發(fā)的聲波被壓電陶瓷片B接收，并轉(zhuǎn)換成微弱的電信號(hào)，該信號(hào)的正半周經(jīng)VT1放大后，從其集電極輸出負(fù)脈沖，時(shí)基集成電路IC的2腳獲得瞬間低于1/3VDD=1.5V 的低電平觸發(fā)信號(hào),使IC組成的單穩(wěn)態(tài)電路受觸發(fā)進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)(即延時(shí)狀態(tài)),IC的3腳輸出高電平,VT2獲得適合的偏流而導(dǎo)通,VT3進(jìn)入完全飽和導(dǎo)通狀態(tài),小電珠通電發(fā)出亮光，隨著IC的3腳變成高電平，IC內(nèi)部導(dǎo)通的三極管截止，解除對(duì)電容器C的短路，電池GB通過電阻R3向電容器C開始充電，當(dāng)C兩端的充電電壓（即IC的高電位觸發(fā)端6腳電位）達(dá)到2/3VDD=3V時(shí)，單穩(wěn)態(tài)電路翻轉(zhuǎn)恢復(fù)穩(wěn)態(tài)，IC內(nèi)部三極管重新導(dǎo)通，C通過IC的7，1腳放電并被再次短路，IC的3腳重新輸出低電平，導(dǎo)通到VT2，VT3失去偏流而截止，H斷電自動(dòng)熄滅。
    電路中，小電珠H每次延時(shí)點(diǎn)亮的時(shí)間長短，取決于單穩(wěn)態(tài)電路中電阻器R3，電容器C的時(shí)間常數(shù)，具體可以通過公式：T=1.1R3C來估算。按圖選擇R3和C的值，H延時(shí)點(diǎn)亮的時(shí)間約為1min。在晶體三極管VT1電流放大系數(shù)β，R1電阻值確定的情況下，通過改變R2的電阻值，可調(diào)整靜態(tài)時(shí)IC的2腳電位高低，也就是說，通過適當(dāng)調(diào)整R2的電阻值，可以控制聲控靈敏度。
（二）元器件選擇：
IC選用靜態(tài)功耗很小的CMOS時(shí)基集成電路（又稱“555時(shí)基集成電路），如5G7555，CB7555，CH7555，SG7555型等，它是一種模擬，數(shù)字混合集成電路，其引腳排列和功能如圖2所示。這種CMOS時(shí)基集成電路的靜態(tài)電流很小，只有75uA左右（4.5V工作電壓下測(cè)定），而且工作電壓低（實(shí)測(cè)不低于2V就能工作）。常用的普通TTL工藝生產(chǎn)的“555”時(shí)基集成電路，因其功耗大，要求工作電壓較高（≥4.5V），所以不適宜在本制作中使用。
    VT1，VT2均選用9014（集電極允許最大電流ICM=0.1A，集電極最大允許功耗PCM=310mW）或3DG8型硅NPN小功率三極管，要求VT1的電流放大系數(shù)β>200，VT2的電流放大系數(shù)β>100，VT3選用9012（ICM=-0.5A,PCM=625mW)或3CG23型硅PNP中功率晶體三極管,要求電流放大系數(shù)β>50。
   R1-R5均選用RTX-1/8W型碳膜電阻器。C用漏電很小的優(yōu)質(zhì)CD11-10V型電解電容器。B用φ27mm壓電陶瓷片，如FT-27，HTD27A-1型等，要求配上簡易塑料或金屬共振腔盒。H用手電筒常用的3.8V,0.3A小電珠(三節(jié)干電池供電的手電筒專用)。GB用三節(jié)5號(hào)干電池串聯(lián)（須配塑料電池架）而成，電壓4.5V.
三:制作與使用
     使用時(shí),可將延時(shí)小夜燈放置在床頭桌上的鐘表旁邊,或者距離床頭3-5米以內(nèi)的其它地方。在床頭處通過擊掌來檢驗(yàn)電路工作性能。如果嫌聲控靈敏度不高，可通過適當(dāng)增大電阻器R2的阻值加以調(diào)整；反之，如果嫌聲控靈敏度太高，則適當(dāng)減小R2阻值加以調(diào)整。R2阻值一般的選擇的范圍為10-150K。R2阻值太大，（IC的2腳在靜態(tài)時(shí)就已處于低電平（< 1.5V），單穩(wěn)態(tài)電路便不能正常工作。小電珠H就會(huì)常亮不滅。如果嫌1min的延時(shí)時(shí)間太短，可通過適當(dāng)增大電阻器R3阻值來加以調(diào)整；反之，可通過適當(dāng)減小R3的阻值來加以調(diào)整。例如，當(dāng)R3阻值分別取560K，1.8M，2.4M，3M和3.6M時(shí),所對(duì)應(yīng)的延時(shí)時(shí)間依次為30S，1.5min，2min，2.5min和3.1分鐘。
    該延時(shí)小夜燈由于采用了諧振頻率較高（約4K左右）的壓電陶瓷片B作為聲波傳感器，所以對(duì)猝發(fā)的擊掌聲，硬物相碰撞聲反應(yīng)靈敏，而對(duì)于人們的講話聲以及環(huán)境其他低頻率的嘈雜聲，卻反應(yīng)不靈敏。各就是說，電路具有比較好的防誤觸發(fā)性能。當(dāng)然，將電路聲控靈敏度調(diào)得比較高時(shí)，防誤觸發(fā)能力就會(huì)相應(yīng)降低。這一點(diǎn)在調(diào)試聲控靈敏度時(shí)，要掌握并統(tǒng)籌兼顧好。
     由于整個(gè)電路平時(shí)靜態(tài)耗電很小，實(shí)測(cè)靜態(tài)總電流小于130UA，故電路末設(shè)置電源開關(guān)。每換一次干電池，一般可使用數(shù)個(gè)月時(shí)間。但長時(shí)間不使用小夜燈時(shí)，應(yīng)將干電池從電池架上取出，以免電能耗盡后，電池流液腐蝕損壞電路。


作者: tommysky88    時(shí)間: 2017-12-24 20:08
謝謝分享，好東西
作者: GUOXUAN    時(shí)間: 2017-12-27 09:05
資料很好,圖文并茂,論述極為詳細(xì),5G7555是CMOS工藝,靜態(tài)功耗極低.但這個(gè)電路能否做成功,需要有耐心.
現(xiàn)在這個(gè)我是做不來啦,水平有限,曾經(jīng)幾何時(shí)用瘋鳴片和駐極體咪頭多次做聲控類制作都沒有成功.
作者: 876224233    時(shí)間: 2018-4-11 18:55
謝謝樓主分享，好東西
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