聲控延遲開關(guān)
通常的聲控開關(guān),多是由分立元件組成,其缺點(diǎn)是元件較多,組裝與調(diào)試都較麻煩。如果采用聲控專用集成電路,則結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定可靠。這是因?yàn)榍擅畹乩昧思呻娐返膬?nèi)部結(jié)構(gòu),使它具有延時(shí)功能,只要拍一下手掌或喊一聲,電燈就會(huì)立即點(diǎn)亮,經(jīng)一段時(shí)間后電燈便自行熄滅,適于樓梯過(guò)道等處安裝,有利于節(jié)約用電。
工作原理:這種聲控電路的原理如下圖所示。它由聲控傳感器、接收放大器、射極輸出器、音樂集成電路、發(fā)光二極管、揚(yáng)聲器等組成。外界產(chǎn)生的聲音控制信號(hào),由駐極體電容傳聲器BM轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),并經(jīng)電容C1耦合至三極管VT1進(jìn)行電壓放大。VT1的輸出信號(hào)經(jīng)二極管VD2驅(qū)動(dòng)三極管VT2導(dǎo)通,使電源電壓加到音樂集成電路IC的②腳(觸發(fā)端),音樂IC③腳發(fā)出音樂信號(hào),經(jīng)VT3放大后,驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器BL發(fā)出宏亮的樂聲。與些同時(shí),發(fā)光二極管VD3、VD4隨著音樂的大小而頻頻閃光,猶如洋娃娃兩只閃亮的大眼睛。調(diào)節(jié)電路中電位器RP的阻值,可以改變BM的工作電壓,從而起到改變聲控靈敏度的作用。電容C2是防止誤觸發(fā),避免浪涌電流沖擊面設(shè)置的。
元器件選擇:VT1~VT3選用9014高增益三極管,其穿透電流要小,β>80。BM可選用CN-15E或阻抗為1KΩ的其它駐極體傳聲器。音樂集成電路IC選用KD-152等工作電壓為3V的高電平觸發(fā)的音樂集成片。VD3、VD4選用工作電壓低、導(dǎo)通電流小而發(fā)光效率高的發(fā)光二極管。其余元件均按圖中標(biāo)注的值選取,并無(wú)特殊要求。
安裝與使用:
(1)如家有音樂門鈴,則不必再制作電路外殼,可按圖加裝控制電路即可。 (2)駐極體傳聲器BM,裝在外門框上,高度可視人高矮而定。為使BM保持清潔,可用一塊小花布遮掩并標(biāo)注“聲控”二字,即可裝飾,又引人注目。
(3)為防止外界聲音的干擾而引起誤工作,要調(diào)節(jié)RP,使BM具有適當(dāng)?shù)撵`敏度,以人嘴離駐極體傳聲器BM為30mm左右能觸發(fā)門鈴為宜。
(4)發(fā)光二極管用于聲控門鈴時(shí),只須一只發(fā)光管,將其裝在門外顯眼處。當(dāng)人發(fā)聲時(shí),如發(fā)光管顯示,則告訴外人,請(qǐng)放心電路工作正常。
(5)如作兒童玩具,選用一只空心塑料或毛絨絨的玩具,將VD3、VD4裝入兩只眼睛中,只要兒童發(fā)聲,洋娃娃便會(huì)閃動(dòng)著大眼睛唱歌,頗有情趣。 (6)兒童不玩時(shí),取出電池。最好選用4.7K帶開關(guān)的電位器,即可調(diào)節(jié)又能開關(guān),這樣可節(jié)省靜態(tài)耗電。
1.電路工作原理
聲控延遲開關(guān)電路如圖45—1所示,它是由駐極晶體話筒、聲控專用集成電路和執(zhí)行電路所組成的。
圖45-1
電源經(jīng)電容C5降壓、二極管D2~D5橋式整流、DW穩(wěn)壓和電容C4濾波后,加至聲控延遲開關(guān)電路。當(dāng)無(wú)聲控信號(hào)輸入MIC駐極話筒時(shí),IC的①腳無(wú)輸入信號(hào)電壓,則IC的(12)腳無(wú)電壓輸出,BG管截止,繼電器J不動(dòng)作,其常開觸點(diǎn)J1斷開燈泡ZD的供電電源;當(dāng)有聲波信號(hào)送入MIC時(shí),駐極話筒便將聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),經(jīng)電容C1耦合給聲控集成電路IC的①腳,在IC的(12)腳得到經(jīng)IC內(nèi)部二級(jí)放大輸出電壓,使BG管導(dǎo)通,繼電器J吸合,其上的常開觸點(diǎn)閉合,接通燈泡ZD供電電源,燈泡點(diǎn)亮。與此同時(shí),IC的④、⑤腳接的電容C3,能使⑤腳在收到信號(hào)后約50秒左右輸出一個(gè)正脈沖,并送入IC的(13)腳,進(jìn)行反相、放大與整形后,又從IC的(12)腳低電平,使BG截止,繼電器J釋放,常開觸點(diǎn)J1斷開燈泡的電源,燈泡熄滅。也就是說(shuō),拍一下手掌或吹一聲口哨,繼電器J立即吸合、燈亮;約經(jīng)50秒,J釋放,燈滅。
由此可見,改變C2的容量,即可改變燈亮的時(shí)間長(zhǎng)與短。
如果改用圖45—2所示電路,它就是一個(gè)多功用的插頭式聲控開關(guān),它可以控制電視機(jī)、電風(fēng)扇、收錄機(jī)等家用電器的啟閉。由于只利用了集成電路中兩級(jí)反相放大器的一級(jí),當(dāng)IC①腳輸入信號(hào)電壓時(shí),IC的⑨腳便輸出高電平,只有IC的①腳再次輸入信號(hào)電壓時(shí),IC的⑨腳才恢復(fù)為低電平。所以,在啟動(dòng)電器電源時(shí)拍一下手掌,電源即接通;需關(guān)斷電器電源時(shí),再拍一下手掌,電源即斷開。
圖45-2
2.元件選擇
聲控集成電路塊,為BH桽K桰I型。
MIC為駐極晶體話筒,可選任意型。
圖45—1中元件:
R11.5MΩR21MΩ
R31kΩR4500kΩ
C10.022μFC20.01μF
C3100μFC4200μF
C50.47μF耐壓400V
DW穩(wěn)壓二級(jí)管穩(wěn)壓值6V
W22kΩ微調(diào)電阻
J直流繼電器,選4098等型6V繼電器
BGPNP型三極管,如9012、3AX31等
D1~D5半導(dǎo)體二極管2CP型,耐壓450V
圖45—2中的元件:
R122kΩ微調(diào)電阻R21MΩ
R3130ΩC1、C30.47μF
C20.022μFC4220μF耐壓16V
DW穩(wěn)壓二極管選2CW21D
LED發(fā)光二極管任意型
D1、D2整流二極管2CZ型
SCR雙向可控硅,耐壓400V,電流取決于負(fù)載功率,一
般不小于3A
CZ電器設(shè)備的電源插座,選用雙通插頭
B電源變壓器,可用XD7?型指示燈變壓器改制。改制時(shí),初級(jí)220V繞組不動(dòng),拆下次級(jí),按每伏26圈重新繞制,次級(jí)電壓為9V。
聲控延遲開關(guān)的印刷電路如圖45—3所示。
在組裝時(shí),IC的①、②腳間電阻可以不用;④、⑤腳間選頻電容的容量,在0.068~0.47μF時(shí)對(duì)1000Hz左右的聲源比較敏感,聲源一是拍手,另是用市售的塑料口哨。在微調(diào)W或R1時(shí),使電容C1左邊的電位略高于1/2電源電壓即可。
實(shí)驗(yàn)表明,用拍手聲可在4.5m左右距離可靠地控制開關(guān)的啟閉,而用塑料口哨,則能有效地控制8~10m的距離。聲控集成電路對(duì)室內(nèi)、外的一般聲響沒有明顯反應(yīng),即便對(duì)30m外的汽車聲、火車聲也不受其干擾,故工作穩(wěn)定可靠。