楼道照明灯控制系统设计

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结果：

IBQ=（VA-0.7V）／[(1+β)R2+R5] UCEQ=VA-（1+β）IBQR2，

（2-3）

（2-5）

ICQ=βIBQ （2-4）

采用一个β= 100三极管的，根据图中参数可知 T1工作在饱和区。动态时，如果环境的声音信号很弱，三极管T1仍处于饱和状态，B点为低电平。当环境声音信号达到一定强度时，通过BM拾音输出经C3耦合到T1的基极，使集电极亦即B点电位随着声音强度而高低变化，当声音达到一定强度时，B点输出高电平。

其中R1、R2、R5选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器，C2选用耐压值为16V的铝电解电容器，C3选用涤纶电容器或独石电容器，BM选用微型灵敏度驻极体传声器。

图2-6 声控电路

5.延时电路

延时电路是指能使照明灯受触发后点亮一段时间的电路。如图2-7所示，由二极管D6 、电容器C4 、电阻器R7组成。刚接通的瞬间 uC4 =0，如果VD=0时，D6截止，由于CMOS与非门的输入电流近似为0，所以uR7 =0即 VE=0；当D点为高电平时，D6导通，VD通过D6给C4充电，充电时间常数τ充=rDC4由于D6

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导通时rD≈0，所以C4瞬间充电结束，即VE = uC4均为高电平。此时即使D点的高电平消失，由于电容两端电压不能突变，VE并不跟随 VD 跳变为低电平，而是随着C4的放电 ( C4通过R7放电) 缓慢下降，放电时间常数为τ放=R7C4，C4放电使uC4下降至VTH所需的时间就是白炽灯亮的时间，由 0.77τ放估算。根据图中参数，可知灯亮的时间约为τ放=0.77R7×C4=0.77×3.9?M×10uF=0.7×3.9

?M×10×10×10s≈30s。改变R7和C4 时 ,可以调整灯亮的时间。

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其中R7选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器，D6选用1N4148型硅开关二极管，C4选用耐压值为16V的铝电解电容器。

图2-7 延时电路

6.逻辑转换电路

逻辑转换电路是指转换电路信号的强弱来控制器件通断的电路。图2-8所示，由与非门G1~G4、二极管D6、电阻器R6组成 。

其中G1~G4选用CD4011型与非门集成电路，R6选用1/4W金属膜电阻器或碳膜电阻器。

图2-8 逻辑转换电路

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2.4 电路调试与选择

各单元电路调试好后，如果电路仍不能正常工作，可按下述步骤进行调试。 1．先对主电路、电源电路测试，如图2-3、2-4，断开图2-2中的门G4的输入连线。用万用表测试G、A两点的电压，其中G点电压为198V，A点电压为6.2V时正常。正常后将门G4的输入与地相连，输出1，灯亮；门G4的输入 与A点相连，输出0，灯灭。测试完毕电路复位。

2．然后测试延时电路、逻辑转换电路，如图2-7、2-8，断开图2-2中门G1的输入连线。将门G1的输入与A点相连，经门G1～G4的逻辑转换电路后，门G4输出1，灯亮，然后将门G1的输入与地相连，延时电路工作，灯亮30 s后，门G4的输出由1变0，灯灭。测试完毕电路复位。

3．再测试光控电路，如图2-5，断开图2-2中B点。接通电源时，灯不亮用深色物品遮挡RG，灯亮30 s 后熄灭。

4．最后测试声控电路，如图2-6，接通图2-2中B点。接通电源，这时灯不亮。用深色物品遮挡RG后，击掌触发声控电路，灯亮30 s 后熄灭。

2.5 数据与分析

图2-2所示电路中各关键点在不同工作状态下所测数据如表2-1所示。

表2-1测试数据记录表

电路工作状态 G A C 测试点 B 0.3V 3.2V 0.3V 3.2V 0.2V D 0V 0V 0V E 0V 0V 0V F 0V 0V 0V V 白天或夜晚光线较207V 暗 白天有声音 光线较暗但无声音 声音的 声音消失延时的某79V 一瞬间

207V 207V 6.11V 1.08V 6.11V 1.08V 6.11V 3.15V 6.11V 3.15V 3.66V 0.78V 夜晚光线较暗且有207V 6.11V 6.11V 6.110V 2.66V 3.66V 由表2-1 前三行数据可知光线和声音有任何一个不满足要求时，220 V市电经D1~D4桥式整流后G点为207 V（理论值为198 V），再通过D5稳压、C1滤波

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后A点为6.11 V（理论值为6.2 V），作为声光控制电路的电源电压，由于C点和B点电压不会同时大CMOS门电路的阈值电压6.11/2V，因此门G1输出6.11V，经门G2反相后D点输出0V，E点输入0V经门G3、G4两次反相后，F点输出0V，T2 无触发电压，灯灭；只有在夜晚光线较暗且有声音的一瞬间（表

2-1第四行），B、C两点均大于CMOS门电路的阈值电压6.11/ 2 V，门G1输出0V，门G2反相后D点输出6.11V，经D6给C4充电，E点输入6.11 V经门G3、G4两次反相后，F点输出6.11V触发T2，在市电进入正半周时灯亮，灯点亮后，G点下降到79 V左右，而A点为3.66V，CMOS门电路仍能正常工作，声音消失以后，B点返回0.2V，D点返回0V，C4通过R7放电，E点电压下降，约经过30s，当E点电压小于阈值电压（3.66/ 2 V）时F点输出0V，在市电进入负半周时，T2关断灯灭，等待下次触发。由上述分析可知图2-2完全能够实现声光延时控制的要求。

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