翟發(fā) 鐘永康 張?zhí)K鵬 南京市三江學(xué)院

聲、光、觸摸三控照明燈的研究設(shè)計(jì)

翟發(fā) 鐘永康 張?zhí)K鵬 南京市三江學(xué)院

在科技興起與信息技術(shù)發(fā)展的大背景下，傳統(tǒng)的照明燈已無(wú)法滿足人們物質(zhì)生活極大豐富后的需求，因?yàn)椴还苁锹暱匮訒r(shí)開關(guān)、光控開關(guān)還是觸摸延時(shí)開關(guān)，雖然智能但在被使用中的過程中都無(wú)可避免的存在弊端，故聲光觸摸三控照明燈的研究發(fā)明與投入使用則顯得十分重要。在本文中，筆者將設(shè)計(jì)研究有關(guān)聲控延時(shí)開關(guān)、觸摸延時(shí)開關(guān)和光控開關(guān)的聯(lián)動(dòng)配合，并結(jié)合具有邏輯性判斷的電路和延時(shí)電路來(lái)調(diào)控繼電器的吸合與斷開，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備控制及時(shí)的目的。本設(shè)計(jì)方案將自聲音、光照和觸摸檢測(cè)電路上入手，克服三種模式的開關(guān)各自獨(dú)立工作時(shí)的弊端，以便促進(jìn)能源的節(jié)約高效使用。

現(xiàn)狀 三控 原理 設(shè)計(jì)方案

1 聲、光、觸摸三控照明燈的發(fā)展背景與現(xiàn)狀

上世紀(jì)末期，觸屏技術(shù)等具有人機(jī)交互作用的新科技誕生，人機(jī)交流更加便捷高效，而隨著當(dāng)時(shí)科技的發(fā)展，智能開關(guān)的技術(shù)革新方面也有著有目共睹的進(jìn)展，照明燈的創(chuàng)新也隨著這些技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展向前，從已有的聲控照明燈外，以及光照照明燈，公共場(chǎng)所的照明調(diào)節(jié)手段豐富了起來(lái)，不再是單一開關(guān)和簡(jiǎn)單電路就能控制的傳統(tǒng)照明燈。在實(shí)際生活中，考慮到如普通住宅樓照明使用需注重費(fèi)用、管理、及安裝的問題，由聲光延時(shí)開關(guān)控制的聲光照明燈正是最優(yōu)選擇。然而在賓館和家庭走廊燈場(chǎng)所，僅僅是聲音和光照來(lái)控制的照明燈并不能滿足實(shí)際需求，加入由觸摸開關(guān)來(lái)調(diào)控照明燈的設(shè)計(jì)則顯得尤為必要。

2 聲、光、觸摸三控照明燈的研究意義與工作原理

本文對(duì)三控照明燈進(jìn)行研究，其意義有三：一是照明燈因絕大部分時(shí)間無(wú)需工作而可以達(dá)到節(jié)省約80%電量的效果；二是控制自動(dòng)化程度高，更加方便人們?nèi)粘Ｉ钍褂?；三是由于其安裝簡(jiǎn)便，可充分滿足公共場(chǎng)所照明需求。

圖1 聲控電路圖

圖2 光控電路圖

三控照明燈依據(jù)的是聲控、光控以及人體觸摸控制這三種電路控制的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)其工作運(yùn)轉(zhuǎn)效果的。下面筆者將結(jié)合圖1、圖2與門電路的D2會(huì)輸出低電平，讓非門電路D3的輸出端轉(zhuǎn)換為高電平，二極管VD1會(huì)截止，從而使得繼電器K斷開，照明燈停止亮起狀態(tài)。

根據(jù)圖2示，筆者簡(jiǎn)單闡述的光控電路工作原理如下：電源電路提供電流，通電后，由于作為光敏電阻器的RL白天通過光敏電阻的電流較小，非門電路D3電平輸入為低，輸出為高，作為二極管的VD1以及晶體管VT截止，照明燈為熄滅狀態(tài)。在四周黑暗的條件下，光敏電阻器RL阻值增大，這時(shí)如果聲控電路BM傳入聲信號(hào)，此聲信號(hào)會(huì)被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，D3輸入端為高電平，VD1和VT導(dǎo)通，繼電器K常開觸點(diǎn)發(fā)生吸合，此時(shí)燈亮；若無(wú)聲信號(hào)的傳入，則燈熄。

從圖3中，可以解釋照明燈中有關(guān)人體觸摸控制電路的工作原理：無(wú)論是否有光線射入，當(dāng)觸摸電極片M時(shí)，人體觸摸信號(hào)變換成電信號(hào)并使非門電路D4輸入端轉(zhuǎn)為高電平、輸出端為低電平，接著又讓二極管VD2導(dǎo)通，非門電路D5輸入端為低電平、輸出端為高電平，VT飽和導(dǎo)通后，K閉合，照明燈進(jìn)入亮起工作狀態(tài)，而無(wú)觸摸信號(hào)的時(shí)候，照明燈滅。

3 聲、光、觸摸三控照明燈的實(shí)現(xiàn)方案

圖3 觸摸電路圖

圖3分別簡(jiǎn)單闡述照明燈聲、光、觸摸三種控制的工作原理。

如圖1所示，聲控電路的工作原理簡(jiǎn)單說來(lái)就是：電源電路能提供整個(gè)電路運(yùn)轉(zhuǎn)所需的具有適當(dāng)電壓的電流，自聲音傳入的時(shí)候，傳聲器BM可將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，這種電信號(hào)是非門電路D1輸入即高電平，輸出的一端則是低電平，而該低電平當(dāng)為非門電路D2輸入的時(shí)候，D2輸出端的一端是高電平，讓得非門電路D3的輸出一端變換為低電平，二極管VD1導(dǎo)通，則非門電路D5的輸出端轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?，而讓晶體管VT飽和導(dǎo)通，圖中作為繼電器的元器件K，其常開觸頭吸合時(shí)，照明燈發(fā)光。若處于無(wú)聲信號(hào)傳入情況，作為非

為了實(shí)現(xiàn)聲音、光照、人體觸摸三控照明燈的運(yùn)作，筆者在元器件的選擇準(zhǔn)備上，使用駐極體傳聲器、金屬膜電阻（2W）、1/4W的金屬膜電阻或碳膜電阻、硅整流二極管（1N4007）、硅開關(guān)二極管（1N418型）、鋁電解電容（耐壓值16V）、獨(dú)石電容器、硅穩(wěn)壓二極管（符合1W、6V條件的任意型號(hào)）、非門集成電路（MC140011型）、銅膜片等材料，之后運(yùn)用multisim軟件來(lái)進(jìn)行對(duì)該三控照明燈電路的仿真模擬，忽略因所用元器件與仿真軟件要求不完全相符所帶來(lái)的模擬瑕疵因素，結(jié)合根據(jù)上述聲光觸摸三控的原理用軟件繪測(cè)出三控電路原理圖，之后，制定對(duì)應(yīng)的PCB圖并完成對(duì)電路板的搭建及測(cè)試。

歷經(jīng)上面種種工序后，可以觀察到電路板的工作情況：讓電路板處于黑暗環(huán)境下，電路板上的小燈在開始通電后，會(huì)因足夠分貝的聲響而保持亮起狀態(tài)；讓電路板暴露在光照下，因光敏電阻接觸到光，小燈回到熄滅狀態(tài)；讓電路板處在自然狀態(tài)下，人體觸摸控制開關(guān)時(shí)，小燈會(huì)亮起。至此，聲光觸摸三控照明燈的基本設(shè)計(jì)方案得以實(shí)現(xiàn)。

[1]陳育中.基于聲光傳感器的三控延時(shí)照明電路設(shè)計(jì)與制作[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2010,24:6872-6873

[2]林明勇,劉華姿.聲、光、觸摸三控延時(shí)自熄開關(guān)[J].電子制作,2008,12:38-39

第一作者：翟發(fā)，男，漢族，1995年9月，江蘇鹽城，三江學(xué)院，電子信息工程專業(yè)。

第二作者：鐘永康，男，漢族，1993年9月，廣東韶關(guān)，三江學(xué)院，電子信息工程專業(yè)。

第三作者：張?zhí)K鵬，男，漢族，1995年1月，江蘇南通，三江學(xué)院，電子信息工程專業(yè)。