聲控延遲開關
通常的聲控開關,多是由分立元件組成,其缺點是元件較多,組裝與調試都較麻煩。如果采用聲控專用集成電路,則結構簡單、工作穩定可靠。這是因為巧妙地利用了集成電路的內部結構,使它具有延時功能,只要拍一下手掌或喊一聲,電燈就會立即點亮,經一段時間后電燈便自行熄滅,適于樓梯過道等處安裝,有利于節約用電。
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、發光二極管、揚聲器等組成。外界產生的聲音控制信號,由駐極體電容傳聲器BM轉變為電信號,并經電容C1耦合至三極管VT1進行電壓放大。VT1的輸出信號經二極管VD2驅動三極管VT2導通,使電源電壓加到音樂集成電路IC的②腳(觸發端),音樂IC③腳發出音樂信號,經VT3放大后,驅動揚聲器BL發出宏亮的樂聲。與些同時,發光二極管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。調節電路中電位器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,避免浪涌電流沖擊面設置的。
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的高電平觸發的音樂集成片。VD3、VD4選用工作電壓低、導通電流小而發光效率高的發光二極管。其余元件均按圖中標注的值選取,并無特殊要求。
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,要調節RP,使BM具有適當的靈敏度,以人嘴離駐極體傳聲器BM為30mm左右能觸發門鈴為宜。
(4)發光二極管用于聲控門鈴時,只須一只發光管,將其裝在門外顯眼處。當人發聲時,如發光管顯示,則告訴外人,請放心電路工作正常。
(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,只要兒童發聲,洋娃娃便會閃動著大眼睛唱歌,頗有情趣。 (6)兒童不玩時,取出電池。最好選用4.7K帶開關的電位器,即可調節又能開關,這樣可節省靜態耗電。
1.電路工作原理
聲控延遲開關電路如圖45—1所示,它是由駐極晶體話筒、聲控專用集成電路和執行電路所組成的。
圖45-1
電源經電容C5降壓、二極管D2~D5橋式整流、DW穩壓和電容C4濾波后,加至聲控延遲開關電路。當無聲控信號輸入MIC駐極話筒時,IC的①腳無輸入信號電壓,則IC的(12)腳無電壓輸出,BG管截止,繼電器J不動作,其常開觸點J1斷開燈泡ZD的供電電源;當有聲波信號送入MIC時,駐極話筒便將聲波信號轉換成電信號,經電容C1耦合給聲控集成電路IC的①腳,在IC的(12)腳得到經IC內部二級放大輸出電壓,使BG管導通,繼電器J吸合,其上的常開觸點閉合,接通燈泡ZD供電電源,燈泡點亮。與此同時,IC的④、⑤腳接的電容C3,能使⑤腳在收到信號后約50秒左右輸出一個正脈沖,并送入IC的(13)腳,進行反相、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J1斷開燈泡的電源,燈泡熄滅。也就是說,拍一下手掌或吹一聲口哨,繼電器J立即吸合、燈亮;約經50秒,J釋放,燈滅。
由此可見,改變C2的容量,即可改變燈亮的時間長與短。
如果改用圖45—2所示電路,它就是一個多功用的插頭式聲控開關,它可以控制電視機、電風扇、收錄機等家用電器的啟閉。由于只利用了集成電路中兩級反相放大器的一級,當IC①腳輸入信號電壓時,IC的⑨腳便輸出高電平,只有IC的①腳再次輸入信號電壓時,IC的⑨腳才恢復為低電平。所以,在啟動電器電源時拍一下手掌,電源即接通;需關斷電器電源時,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穩壓二級管穩壓值6V
W22kΩ微調電阻
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半導體二極管2CP型,耐壓450V
圖45—2中的元件:
R122kΩ微調電阻R21MΩ
R3130ΩC1、C30.47μF
C20.022μFC4220μF耐壓16V
DW穩壓二極管選2CW21D
LED發光二極管任意型
D1、D2整流二極管2CZ型
SCR雙向可控硅,耐壓400V,電流取決于負載功率,一
般不小于3A
CZ電器設備的電源插座,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,初級220V繞組不動,拆下次級,按每伏26圈重新繞制,次級電壓為9V。
聲控延遲開關的印刷電路如圖45—3所示。
在組裝時,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時對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W或R1時,使電容C1左邊的電位略高于1/2電源電壓即可。
實驗表明,用拍手聲可在4.5m左右距離可靠地控制開關的啟閉,而用塑料口哨,則能有效地控制8~10m的距離。聲控集成電路對室內、外的一般聲響沒有明顯反應,即便對30m外的汽車聲、火車聲也不受其干擾,故工作穩定可靠。