[優(yōu)秀畢業(yè)論文]基于聲控與光控原理的照明電路設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)論文基于聲控與光控原理的照明電路設(shè)計(jì)系 別 電氣工程系 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè) 班 級(jí) 機(jī)電3082班 姓 名 學(xué) 號(hào) 摘要 隨著小區(qū)內(nèi)照明電路的不斷增加，長(zhǎng)明燈的現(xiàn)象導(dǎo)致了大量的能源浪費(fèi)?；诂F(xiàn)如今節(jié)約能源的風(fēng)潮和號(hào)召，我決定著力于研究如何節(jié)約小區(qū)照明燈電能的節(jié)約。本課題通過(guò)聲音控制和光控制照明電路，達(dá)到節(jié)省能源的目的。該設(shè)計(jì)主要介紹的是關(guān)于聲光控的電路設(shè)計(jì)。聲光控是通過(guò)光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)光敏電阻在背光的的時(shí)候燈就會(huì)慢慢的熄滅，即這時(shí)也是人走過(guò)了的時(shí)候。在有的電路中這種原理也可以通過(guò)聲音的振動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)人走過(guò)是只需用手輕拍一下燈就會(huì)自動(dòng)的亮，人離開(kāi)后又熄滅。這樣就給路人提供了相應(yīng)的方便

2、，同時(shí)，也達(dá)到了節(jié)電和節(jié)能的目的；延長(zhǎng)燈的壽命。在實(shí)際生活中節(jié)電節(jié)能，能夠?qū)崿F(xiàn)更多的自動(dòng)化。 關(guān)鍵詞：電路放大 光敏電阻 可控開(kāi)關(guān) 延遲電路 話(huà)筒放大目 錄摘要. i第一章 引 言. 1 1.1課題背景.1 1.2課題研究的目的和意義.1 1.3國(guó)內(nèi)外概況.2第二章總體方案設(shè)計(jì).2 2.1課題分析.2 2.2設(shè)計(jì)方案.3 2.3方案論證.4 2.4電路的工作原理.5第三章 硬件電路的設(shè)計(jì).7 3.1器件的選擇及檢測(cè)方法.7 3.2安裝制作.9第四章 調(diào)試與故障分析.10 4.1調(diào)試及故障分析.10 4.2部分?jǐn)?shù)值計(jì)算.11第五章結(jié)果和結(jié)論.12 5.1實(shí)驗(yàn)結(jié)果.12 5.2實(shí)驗(yàn)結(jié)論.12參考文

3、獻(xiàn).12致謝.13 第一章 引言隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)燈的自動(dòng)發(fā)亮、節(jié)能節(jié)電、延長(zhǎng)燈的壽命變得越來(lái)越重要，而且貼近我們的實(shí)際生活。聲光控電路已成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚谋匦杵?，它不需要開(kāi)關(guān)，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)時(shí)會(huì)自動(dòng)的亮；廣泛應(yīng)用于走廊、樓道招待所等公共場(chǎng)所，給人們的生活、帶來(lái)極大的方便。因此，得到了廣泛的應(yīng)用。聲光控電路是聲音和光控制電路工作的電子開(kāi)關(guān)。它將聲音（如擊掌聲）和光轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，經(jīng)放大、整形，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)去控制各種電器的工作，在自動(dòng)控制工業(yè)電器和家用電器方面有著廣泛的用途。由于，本電路廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，所以，有很大的重用作用。該電路在

4、設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用了仿真軟件，來(lái)進(jìn)行仿真然后才確定下來(lái)的，雖然用的僅僅是ewb軟件，但是在論文中也是比較有特色。能夠使人們?cè)诓恢挥X(jué)中感受方便。1.1課題背景在北京奧運(yùn)會(huì)的開(kāi)幕式上，我們感受到的是高速發(fā)展的現(xiàn)代科技。也因如此，照明燈的需求也在不斷地發(fā)展，人類(lèi)有意識(shí)地采用各種方法改進(jìn)它。照明，不僅改變了人們“日出而作，日落而息”的生活方式，也充斥豐富了我們的精神世界。是的，也許你不禁要問(wèn)：“為什么一個(gè)小小的照明燈有如此神奇的功效?！蔽蚁脒@要?dú)w功它的結(jié)構(gòu)及發(fā)明原理?。∵@當(dāng)中到底包含了多少值得我們?nèi)ヌ剿?，發(fā)現(xiàn)的奧秘呢？帶著這個(gè)問(wèn)題，我們共同選擇了這個(gè)課題，一起從課題研究中找到答案!1.2課題研究的目的和意義

5、研究目的：通過(guò)這次的課題研究我們希望在理清它的發(fā)展脈絡(luò)上進(jìn)一步了解它的發(fā)明原理，將平時(shí)所學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)探索上，這對(duì)提高我們的動(dòng)手能力，創(chuàng)新意識(shí)，及鍛煉思維活動(dòng)無(wú)疑是一個(gè)莫大的幫助。同時(shí)我們也希望這次的研究能讓同學(xué)進(jìn)一步地了解照明燈，而不是僅局限與課本知識(shí)以?xún)?nèi)。從小的突破點(diǎn)入手，掌握又一項(xiàng)科技知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)課堂外的又一次提高,為現(xiàn)代教育科學(xué)盡一份力量！研究意義：用聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開(kāi)關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過(guò)樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明，當(dāng)人們進(jìn)入家門(mén)或走出公寓，樓道燈延時(shí)幾分鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。在白天，即使有聲音，樓道燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到

6、節(jié)能的目的。聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠(chǎng)、辦公樓、教學(xué)樓等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀(guān)、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合于各種樓房走廊的照明設(shè)備。 降低能耗、節(jié)約能源、注重環(huán)保是當(dāng)今世界的主潮流，高能耗且會(huì)加劇溫室效應(yīng)的白熾燈越來(lái)越不受歡迎。繼公布“歐盟后年封殺白熾燈”的時(shí)間表后，世界各地陸續(xù)拋棄白熾燈已成定局，環(huán)保型節(jié)能熒光燈是白熾燈的替代者。 節(jié)能熒光燈vs白熾燈，勝券在握已無(wú)懸念，但樓道照明卻限制了熒光燈的使用，因?yàn)闃堑勒彰魇欠浅掷m(xù)性的，有人經(jīng)過(guò)才需要光亮，而不斷的開(kāi)關(guān)通斷會(huì)影響熒光燈的使用壽命，所以聲光控白熾燈在樓道照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。1.3國(guó)內(nèi)外概況由于

7、近年來(lái)我國(guó)的照明器材行業(yè)的迅速崛起，中國(guó)已經(jīng)成為電光源產(chǎn)品的主要輸出國(guó)之一。照明器材行業(yè)屬一般性競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)，是我國(guó)輕工業(yè)對(duì)外開(kāi)放較早的行業(yè)之一。wto后，國(guó)際上一些知名品牌大企業(yè)相繼進(jìn)入國(guó)內(nèi)產(chǎn)銷(xiāo)領(lǐng)域，使得國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)國(guó)際化。努力增加節(jié)能光源和不同檔次、花樣、不同用途的照明器具的開(kāi)發(fā)，加快綠色、節(jié)能光源產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)推廣和應(yīng)用是我國(guó)目前照明器材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)。我國(guó)照明器材行業(yè)將面臨著前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，而由此帶來(lái)的巨大商業(yè)利益也成為一些企業(yè)矚目的焦點(diǎn)。隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化，發(fā)達(dá)國(guó)家產(chǎn)業(yè)調(diào)整的步伐進(jìn)一步加快，一般照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)大量向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，而中國(guó)又是一個(gè)比較適合的國(guó)家，一是中國(guó)具備生產(chǎn)這些產(chǎn)品

8、的條件，二是勞動(dòng)力成本比較低，從而使中國(guó)逐步成為照明電器產(chǎn)品出口大國(guó)。 展望未來(lái)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，需求仍會(huì)呈逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，以下強(qiáng)力因素都預(yù)示著我國(guó)照明市場(chǎng)仍有很大的潛力可挖?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面：機(jī)場(chǎng)、鐵路、港口、城市軌道交通等訊速發(fā)展，每一項(xiàng)工程均需要照明。城市亮化工程方面：城市廣場(chǎng)、綠地、道路、建筑物泛光照明，已從大城市發(fā)展到中小城市。根據(jù)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)，我國(guó)照明電器行業(yè)的高速增長(zhǎng)期還將繼續(xù)，對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)如何更加科學(xué)化是我們面臨的問(wèn)題。進(jìn)一步提高照明產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次進(jìn)一步提高照明產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，這既是當(dāng)前擺在我們面前的課題，同時(shí)也是全行業(yè)共同努力的長(zhǎng)期目標(biāo)。就國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求而言，人們生活水平逐步

9、提高，對(duì)生存環(huán)境質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，對(duì)照明電器產(chǎn)品提出更高的要求。新的建筑照明標(biāo)準(zhǔn)已完成制訂工作，即將批準(zhǔn)執(zhí)行，新標(biāo)準(zhǔn)基本與國(guó)際接軌，對(duì)不同場(chǎng)合的照明提高了要求，也需要我們生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的要求，為各類(lèi)照明場(chǎng)所提供相應(yīng)的產(chǎn)品。從國(guó)際市場(chǎng)分析，雖然我們的出口逐年大幅度增長(zhǎng)，但我國(guó)大部分產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)仍屬中低檔水平，去過(guò)法蘭克福的人都有體會(huì)，我們的產(chǎn)品與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在較大差距。另外，如果大量劣質(zhì)低價(jià)產(chǎn)品出口，還會(huì)遭遇反傾銷(xiāo)訴訟，從而影響全行業(yè)出口，因此我們?nèi)砸舐暭埠?，質(zhì)量是企業(yè)的生命。 我國(guó)目前已成為世界照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，我們的目標(biāo)是要成為照明電器產(chǎn)品生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)，我們與發(fā)達(dá)國(guó)家在照

10、明電器產(chǎn)品的質(zhì)量、檔次、生產(chǎn)工藝、設(shè)備、材料以及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力等方面均存在明顯差距。看到我們?nèi)〉贸煽?jī)的同時(shí)，也能清醒地認(rèn)識(shí)我們存在的差距，才能不斷地進(jìn)步。讓我們?nèi)袠I(yè)共同努力，為照明電器行業(yè)的健康發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。 第二章 總體方案設(shè)計(jì)2.1課題分析它主要由9部分組成：整流、穩(wěn)壓二極管；話(huà)筒；光敏電阻，可控硅開(kāi)關(guān)等。能夠通過(guò)調(diào)節(jié)電阻和電容的大小來(lái)改變燈亮的時(shí)間長(zhǎng)短，如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就應(yīng)該減小電阻或電容的值，反之則增大。光敏電阻和話(huà)筒的高度也會(huì)使燈的時(shí)間受到影響。聲光控節(jié)電開(kāi)關(guān),在白天或光線(xiàn)較亮?xí)r,節(jié)電開(kāi)關(guān)呈關(guān)閉狀態(tài),燈不亮；夜間或光線(xiàn)較暗時(shí)，節(jié)電開(kāi)關(guān)呈預(yù)備工作狀態(tài)，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)該開(kāi)關(guān)附近時(shí)，腳步聲

11、、說(shuō)話(huà)聲、拍手聲等都能開(kāi)啟節(jié)電開(kāi)關(guān)。燈亮后經(jīng)過(guò)40秒左右的延時(shí)節(jié)電開(kāi)關(guān)自動(dòng)關(guān)閉，燈滅。該開(kāi)關(guān)適用于樓道、走廊、洗涮間、廁所等公共場(chǎng)合，能節(jié)電并延長(zhǎng)燈泡使用壽命。給人們的生活帶來(lái)了很多的方便，受到了廣泛的應(yīng)用。本電路是采用分分離元件的聲控延時(shí)電路，其電路原理圖如下圖所示（電路圖見(jiàn)方案三），原理圖說(shuō)明：220v的燈充電直接整流。在輸入端串聯(lián)25w燈泡，輸出端接可控硅（負(fù)載）供電電路穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓電路是給話(huà)筒放大，音頻放大等提供8.2v直流電，話(huà)筒放大，可以把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并放大，然后，經(jīng)過(guò)音頻放大器使信號(hào)達(dá)到足夠大；檢波音頻信號(hào)的正半周，即：把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)。經(jīng)過(guò)延時(shí)電路以后送到控制

12、電路，由控制電路去控制可控硅，若可控硅斷開(kāi)，則整流電路負(fù)載斷開(kāi)，若導(dǎo)通，則整流電路負(fù)載導(dǎo)通。光敏控制電路把光照變成電信號(hào)，從而去控制音頻信號(hào)往后邊輸送情況?？梢?jiàn)：本電路燈泡要受可控硅的控制，可控硅受話(huà)筒取得的音頻信號(hào)和光敏電阻的控制，從而可以實(shí)現(xiàn)聲控和光控；燈亮的時(shí)間由延時(shí)電路的時(shí)間長(zhǎng)度決定。2.2設(shè)計(jì)方案從實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容與要求中可以看出該電路可以有以下幾個(gè)方案：（1）利用門(mén)電路來(lái)完成聲光控的調(diào)節(jié)，電路圖如圖2.1：圖2.1 門(mén)電路（2）采用lm324運(yùn)算放大器制作而成的聲、光控樓梯走道延遲照明開(kāi)關(guān)，采用二線(xiàn)制接法，可以直接取代普通照明開(kāi)關(guān)，而不必更改室內(nèi)原有布線(xiàn)。圖中，接成四只電壓比較器的運(yùn)

13、放a1a4可采用一塊單電源四運(yùn)放集成電路lm324，其他元件如圖所示，無(wú)特殊要求，電路圖見(jiàn)圖2.2: 圖2.2 lm324電路（3）使用了數(shù)字集成電路cd4011，其內(nèi)部含有4個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)vd 1vd4，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。 電路圖如2.3： 圖2.3 cd4011電路在這幾個(gè)方案中，由于我在學(xué)校學(xué)了數(shù)字電路和門(mén)電路，而且這個(gè)方法比較簡(jiǎn)單，又實(shí)用，能充分體現(xiàn)出我在校期間對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握的程度，故此我選擇了第三種方案。2.3方案論證整流電路采用橋式整流電路，二極管穩(wěn)壓電路加上濾波電容?？煽毓栝_(kāi)關(guān)起開(kāi)關(guān)作用，非常重要，由這個(gè)開(kāi)關(guān)去控制整流電路的工作與否，從而控制燈的亮和熄。穩(wěn)壓電路需8.

14、2v穩(wěn)定電壓，并要求不高所以我們采用它話(huà)筒放大 為實(shí)現(xiàn)聲控功能，要設(shè)制話(huà)筒放大電路，主要是由話(huà)筒拾音電路（就是把聲音信號(hào)變?yōu)殡娦盘?hào)電路，由于聲音微小，所以加放大電路）和放大電路組成。光敏控制電路實(shí)現(xiàn)光控的功能，可以有光敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)。音頻放大電路 因話(huà)筒輸出的音頻信號(hào)小，不能滿(mǎn)足檢波的需要，設(shè)制二極管音頻放大電路，倍數(shù)幾千上萬(wàn)倍。檢波電路 音頻信號(hào)是交流信號(hào)，不用交流信號(hào)控制可控硅，需轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)，才能控制可控硅，因是小信號(hào)，要反映信號(hào)的蜂值電路線(xiàn)變化。延遲電路在燈點(diǎn)亮?xí)r需要有延遲，檢波輸出直流電壓通過(guò)延遲電路是電壓消失，保持一段時(shí)間，所保持時(shí)間的長(zhǎng)短由延遲電路的參數(shù)決定，實(shí)際上延遲電路由rc

15、電路組成，時(shí)間常數(shù)=rc，這是可控制電壓?？刂齐娐?是控制可控硅柵極的開(kāi)關(guān)電路，它的輸入由延時(shí)端的延時(shí)電路送來(lái)的電壓控制，輸出控制可控硅的導(dǎo)通情況。論證方案：聲源產(chǎn)生的聲音信號(hào)，經(jīng)聲電轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換成微弱的電信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)放大后送處理器處理，處理器將幅度、頻率不盡相同的一群聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成一次狀態(tài)改變的控制信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)延時(shí)處理電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)間與設(shè)計(jì)要求功能，經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接控制負(fù)載動(dòng)作5。2.4電路的工作原理聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)的電路原理圖見(jiàn)圖2.3所示。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路cd4011，其內(nèi)部含有4個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)vd 1vd4，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。顧名思義，聲光控延時(shí)開(kāi)

16、關(guān)就是用聲音來(lái)控制開(kāi)關(guān)的“開(kāi)啟"，若干分鐘后延時(shí)開(kāi)關(guān)“自動(dòng)關(guān)閉"。因此，整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變?yōu)殡娮娱_(kāi)關(guān)的開(kāi)動(dòng)作。明確了電路的信號(hào)流程方向后，即可依據(jù)主要元器件將電路劃分為若干個(gè)單元，由此可畫(huà)出圖2.4示的方框圖。 圖2.4 sgk-10型聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)方框圖結(jié)合圖2.4來(lái)分析圖2.3。聲音信號(hào)(腳步聲、掌聲等)由駐極體話(huà)筒bm接收并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)c1耦合到vt的基極進(jìn)行電壓放大，放大的信號(hào)送到與非門(mén)(vd1)的2腳，r4、r7是vt偏置電阻，c2是電源濾波電容。 為了使聲光控開(kāi)關(guān)在白天開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，即燈不亮，由光敏電阻rg等元件組成光控電路，r5和rg組成串

17、聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無(wú)光時(shí)，光敏電阻的阻值很大，rg兩端的電壓高，即為高電平間t=2r8c3，改變r(jià)8或c3的值，可改變延時(shí)時(shí)間，滿(mǎn)足不同目的。vd3和vd4構(gòu)成兩級(jí)整形電路，將方波信號(hào)進(jìn)行整形。當(dāng)c3充電到一定電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)與非門(mén)vd3、vd4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開(kāi)關(guān)閉合；c3充滿(mǎn)電后只向r8放電，當(dāng)放電到一定電平時(shí)，經(jīng)與非門(mén)vd3、vd4輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，完成一次完整的電子開(kāi)關(guān)由開(kāi)到關(guān)的過(guò)程。 二極管vd1vd4將交流220v進(jìn)行橋式整流，變成脈動(dòng)直流電，又經(jīng)r1降壓，c2濾波后即為電路的直流電源，為bm、vt、ic等供電。下表是常用燈光源技術(shù)

18、性能：種 類(lèi)光效/lm w-1色溫/k平均壽命/h供電白熾燈1528001000交流鹵鎢燈2530002000-5000交流/直流熒光燈70全系列10000交流/直流高壓鈉燈100-1201950/2200/250024000交流led256400（超高亮、白光）100000直流表2.1 常用燈光源技術(shù)性能種 類(lèi)光效/lm w-1色溫/k平均壽命/h供 電白熾燈1528001000交流鹵鎢燈2530002000-5000交流/直流熒光燈70全系列10000交流/直流高壓鈉燈100-1201950/2200/250024000交流led256400（超高亮、白光）100000直流第三章 硬件電路

19、的設(shè)計(jì)3.1器件的選擇及檢測(cè)方法 ic選用cmos數(shù)字集成電路cd4011，其里面含有四個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)電路。內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.1，vss是電源的負(fù)極，vdd是電源的正極?？煽毓鑤選用1 a400v的進(jìn)口單向可控硅1 00-6型，如負(fù)載電流大可選用3a、6a、10a等規(guī)格的單向可控硅，單向可控硅的外形如圖3.2示6，它的測(cè)量方法是：用r×1檔，將紅表筆接可控硅的負(fù)極，黑表筆接正極(如印制板圖所示)，這時(shí)表針無(wú)讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極k，這時(shí)表針有讀數(shù)，黑表筆馬上離開(kāi)控制極k這時(shí)表針仍有讀數(shù)(注意觸控制極時(shí)正負(fù)表筆是始終連接說(shuō)明該可控硅是完好的。駐極體選用的是一般收錄機(jī)用的小話(huà)筒，它

20、的測(cè)量方法是：用r×100檔將紅表筆接外殼的s、黑表筆接d，這時(shí)用口對(duì)著駐極體吹氣，若表針有擺動(dòng)說(shuō)明該駐極體完好，擺動(dòng)越大靈敏度越高；光敏電阻選用的是625a型，有光照射時(shí)電阻為20k以下，無(wú)光時(shí)電阻值大于100mq，說(shuō)明該元件是完好的。二極管采用普通的整流二極管1n40011n4007?？傊倪x擇可靈活掌握，參數(shù)可在一定范圍內(nèi)選用。在測(cè)試時(shí)先把指針表滿(mǎn)偏同時(shí)將指針表打到1k檔，其次：用表筆對(duì)電容進(jìn)行放電，在用表進(jìn)行測(cè)試，用紅筆接負(fù)極，黑筆接正極；最后：看指針的偏轉(zhuǎn)，且還要指針還原，如能還原就表明電容正常，不能回到原位則表明電容漏電。測(cè)試漏電電容方法：用萬(wàn)用表的電阻擋（r*10

21、0和r*1k），將表筆接觸電容器兩引線(xiàn)。剛接觸時(shí)，由于電容充電電流大，表頭指針偏轉(zhuǎn)角度大，隨著充電電流減小，指針逐漸向r=無(wú)窮方向返回，最后穩(wěn)定處即漏電電阻值。一般電容器的漏電電阻為幾百至幾千兆歐，漏電電阻相對(duì)小的電容質(zhì)量不好。測(cè)量時(shí)，若表頭指針指到或接近歐姆零點(diǎn)，表示電容器內(nèi)部短路。若指針不動(dòng)，始終指在r=無(wú)窮處，則意味著電容器內(nèi)部短路或已失效。對(duì)于電容量在0.1f以下的小電容，由于漏電電阻接近無(wú)窮，難以分辨，故不能此法側(cè)漏電阻或判定好壞。圖3.1 cd4011芯片 電解電容器的極性檢測(cè)： 電解電容的正負(fù)極性不允許接錯(cuò)，當(dāng)極性接反時(shí)，可能因電解液的反向極化，引起電解電容器的爆裂。當(dāng)極性標(biāo)記無(wú)

22、法辨認(rèn)時(shí)，可根據(jù)正向連接時(shí)漏電電阻大、反向連接時(shí)漏電電阻相對(duì)小的特點(diǎn)判斷極性。交換表筆前后兩次測(cè)量漏電電阻，阻值大的一次，黑表筆接觸的是正極，因?yàn)楹诒砉P與萬(wàn)用表內(nèi)電池正極相接（采用數(shù)字萬(wàn)用表時(shí)，紅表筆接電池正極）。但用這種辦法有時(shí)并不能明顯地區(qū)分正、負(fù)向電阻，所以使用電解電容時(shí)，要注意保護(hù)極性標(biāo)記。二極管測(cè)試：二極管主要分為三種：整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管；此外，還有開(kāi)關(guān)二極管。先打磨引腳，再用指針表測(cè)試，因二極管具有單相導(dǎo)電性，所以，在測(cè)試時(shí)，紅筆接負(fù)極，黑筆接正極，若是導(dǎo)通，且紅筆接正極，黑筆接負(fù)極，為截止，則表明二極管是正常的，若不是則表明二極管是壞的。注：發(fā)光二極管用10k，其

23、它用1k檔；發(fā)光二極管的光線(xiàn)是非常微弱的，因此，在觀(guān)察是要仔細(xì)。半導(dǎo)體二極管的極性判別一般情況下，二極管有色點(diǎn)的一端為正極，如2ap1-2ap7，2ap11-2ap17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內(nèi)部連觸絲的一頭是正極，連半導(dǎo)體片的一頭是負(fù)極。塑封二極管有圓環(huán)標(biāo)志的是負(fù)極，如1n4000系別。三極管測(cè)試：和所有元件一樣三極管也要打磨引腳，然后在進(jìn)行測(cè)試。用手拿住元件，用指針表來(lái)回測(cè)量六次，判斷出基極、是pnp型還是npn型。 若：紅筆不動(dòng)pnp型； 黑筆不動(dòng)npn型。如果是npn型：用手捏住三支引腳，用表筆測(cè)試兩邊引腳，并交換表筆；若指針偏轉(zhuǎn)較大，黑表筆接的是集電極，另一方則

24、是發(fā)射集。如果是pnp型：步驟與np n型一樣，但當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)較大是，黑筆接的是發(fā)射極，另一方則是集電極。三極管除了判斷其管型和極點(diǎn)外，還要判斷出它所處的狀態(tài)，是截止、飽和、還是放大。光敏電阻：先用手拿住兩只引腳，使其對(duì)著光，然后，用數(shù)字表測(cè)出值；再用握住使其背光，測(cè)出其值?？煽毓璧脑恚嚎煽毓枋强煽毓枵髟暮?jiǎn)稱(chēng),是一種具有三個(gè)pn 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件,一般由兩晶閘管反向連接而成.它的功用不僅是整流，還可以用作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)以快速接通或切斷電路，實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變，將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等?？煽毓韬推渌雽?dǎo)體器件一樣，其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可

25、靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件。（如圖3.2所示）。圖3.2 可控硅晶閘管t在工作過(guò)程中，它的陽(yáng)極a和陰極k與電源和負(fù)載連接，組成晶閘管的主電路，晶閘管的門(mén)極g和陰極k與控制晶閘管的裝置連接，組成晶閘管的控制電路。從晶閘管的內(nèi)部分析工作過(guò)程：晶閘管是四層三端器件，它有j1、j2、j3三個(gè)pn結(jié)圖一，可以把它中間的np分成兩部分，構(gòu)成一個(gè)pnp型三極管和一個(gè)npn型三極管的復(fù)合管圖二.當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓時(shí)，為使晶閘管導(dǎo)銅，必須使承受反向電壓的pn結(jié)j2失去阻擋作用。每個(gè)晶體管的集電極電流同時(shí)

26、就是另一個(gè)晶體管的基極電流。因此，兩個(gè)互相復(fù)合的晶體管電路，當(dāng)有足夠的門(mén)極電流ig流入時(shí)，就會(huì)形成強(qiáng)烈的正反饋，造成兩晶體管飽和導(dǎo)通，晶體管飽和導(dǎo)通8。設(shè)pnp管和npn管的集電極電流相應(yīng)為ic1和ic2；發(fā)射極電流相應(yīng)為ia和ik；電流放大系數(shù)相應(yīng)為a1=ic1/ia和a2=ic2/ik，設(shè)流過(guò)j2結(jié)的反相漏電電流為ic0,晶閘管的陽(yáng)極電流等于兩管的集電極電流和漏電流的總和：ia=ic1+ic2+ic0 或ia=a1ia+a2ik+ic0 若門(mén)極電流為ig,則晶閘管陰極電流為ik=ia+ig從而可以得出晶閘管陽(yáng)極電流為：i=(ic0+iga2)/（1-（a1+a2） （3-1）硅pnp管和硅

27、npn管相應(yīng)的電流放大系數(shù)a1和a2隨其發(fā)射極電流的改變而急據(jù)變化。當(dāng)晶閘管承受正向陽(yáng)極電壓，而門(mén)極未受電壓的情況下，式（3-1）中，ig=0,(a1+a2)很小，故晶閘管的陽(yáng)極電流iaic0 晶閘關(guān)處于正向阻斷狀態(tài)。當(dāng)晶閘管在正向陽(yáng)極電壓下，從門(mén)極g流入電流ig,由于足夠大的ig流經(jīng)npn管的發(fā)射結(jié)，從而提高起點(diǎn)流放大系數(shù)a2,產(chǎn)生足夠大的極電極電流ic2流過(guò)pnp管的發(fā)射結(jié)，并提高了pnp管的電流放大系數(shù)a1,產(chǎn)生更大的極電極電流ic1流經(jīng)npn管的發(fā)射結(jié)。這樣強(qiáng)烈的正反饋過(guò)程迅速進(jìn)行。當(dāng)a1和a2隨發(fā)射極電流增加而（a1+a2）1時(shí)，式（3-1）中的分母1-（a1+a2）0,因此提高了晶

28、閘管的陽(yáng)極電流ia.這時(shí)，流過(guò)晶閘管的電流完全由主回路的電壓和回路電阻決定。晶閘管已處于正向?qū)顟B(tài)。式（3-1）中，在晶閘管導(dǎo)通后，1-（a1+a2）0,即使此時(shí)門(mén)極電流ig=0,晶閘管仍能保持原來(lái)的陽(yáng)極電流ia而繼續(xù)導(dǎo)通。晶閘管在導(dǎo)通后，門(mén)極已失去作用。在晶閘管導(dǎo)通后，如果不斷的減小電源電壓或增大回路電阻，使陽(yáng)極電流ia減小到維持電流ih以下時(shí)，由于a1和a1迅速下降，當(dāng)1-（a1+a2）0時(shí)，晶閘管恢復(fù)阻斷狀態(tài)9。3.2安裝制作 準(zhǔn)備好全套元件后，用萬(wàn)用表粗略地(因出廠(chǎng)前已測(cè)量過(guò))測(cè)量一下各元件的質(zhì)量，做到心中有數(shù)。 焊接時(shí)注意先焊接無(wú)極性的阻容元件，電阻采用臥裝，電容采用直立裝，緊貼電

29、路板，焊接有極性的元件如電解電容、話(huà)筒、整流二極管、三極管、單向可控硅等元件時(shí)千萬(wàn)不要裝反，注意極性的正確，否則電路不能正常工作甚至燒毀元器件。印刷電路圖如圖3.3所示。 圖3.3 印刷板電路led使用注意事項(xiàng)： （1）由于led的工作電壓變化0.1v，工作電流可能變化20ma左右。為了安全，普通情況下使用串聯(lián)限流電阻，極大的能量損失顯然不適合太陽(yáng)能草坪燈，并且led亮度隨工作電壓變化。采用升壓電路是一個(gè)好辦法，也可以用簡(jiǎn)單的恒流電路，總之一定要自動(dòng)限流，否則將損壞led。 （2）一般led的峰值電流50100ma，反向電壓6v左右，注意不要超過(guò)這個(gè)極限，尤其在太陽(yáng)能電池反接或者蓄電池空載，升

30、壓電路峰值電壓過(guò)高時(shí)，很可能超過(guò)這個(gè)極限，損壞led。 （3）led溫度特性不好，溫度上升5，光通量下降3%，夏季使用要注意。 （4）工作電壓離散性大，同一型號(hào)，同一批次的led工作電壓都有一定差別，不宜串聯(lián)使用。一定要并聯(lián)使用，應(yīng)該考慮均流。 （5）超高亮白光led色溫為6400k30000k。目前，低色溫的超高亮白光led尚沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng)，因此用超高亮白光led制造的太陽(yáng)能草坪燈光穿透能力比較差，所以在光學(xué)設(shè)計(jì)上要注意。 （6）靜電對(duì)超高亮白光led影響很大，在安裝時(shí)要有防靜電設(shè)施，工人要佩帶靜電手腕。 第四章 調(diào)試及故障分析4.1調(diào)試及故障分析（1） 打開(kāi)電源，給系統(tǒng)加上激勵(lì)信號(hào)源（如系統(tǒng)

31、的啪手聲、打擊聲），用眼睛直接觀(guān)察燈泡是否亮和按時(shí)熄滅。強(qiáng)光下，用手在麥克風(fēng)附近拍打，看發(fā)光二極管是否發(fā)光。若燈亮了，則應(yīng)該用（2）中的方法來(lái)判斷故障部位，并加以改正。用手遮住光敏電阻，還是用手在麥克風(fēng)附近拍打，看等是否亮，若亮了，再觀(guān)察它到底能夠亮多久，若不能夠準(zhǔn)確定時(shí)40秒鐘，要及時(shí)修改元件參數(shù)，讓其準(zhǔn)確定時(shí)。（2） 故障尋、檢常用方法如下：直觀(guān)檢查法包括電阻法、電壓法、電流法。 通過(guò)眼、耳、鼻、手來(lái)查找故障部位。即是看元器件有無(wú)斷線(xiàn)、互碰、燒焦、脫焊等現(xiàn)象；聽(tīng)聲音有無(wú)異常；聞?dòng)袩o(wú)焦味；摸器件是否過(guò)熱等。用普通萬(wàn)用表的歐姆檔檢查各點(diǎn)的阻值，粗查是否有短路、斷路或元器件錯(cuò)焊等情況。用萬(wàn)用表測(cè)

32、量電路中各點(diǎn)對(duì)地的電阻以及元器件的阻值，以此來(lái)判斷故障部位測(cè)量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的電壓或波形，據(jù)此電壓值判斷故障。測(cè)量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的電壓或波形，據(jù)此電壓值判斷故障。調(diào)試前，先將焊好的電路板對(duì)照印刷電路圖認(rèn)真核對(duì)一遍，不要有錯(cuò)焊、漏焊、短路、元件相碰等現(xiàn)象發(fā)生。通電后，人體不允許接觸電路板的任一部分，防止觸電，注意安全。如用萬(wàn)用表檢測(cè)時(shí)，只用將萬(wàn)用表兩表筆接觸電路板相應(yīng)處即可。 本電路調(diào)試時(shí)請(qǐng)先將光敏電阻的光擋住，將ab分別接在電燈的開(kāi)關(guān)位上，用手輕拍駐極體，這時(shí)燈應(yīng)亮，若用光照射光敏電阻，再用手重拍駐極體，這時(shí)燈不亮，說(shuō)明光敏電阻完好，這時(shí)即告本套件制作成功。若不成功

33、請(qǐng)仔細(xì)檢查有無(wú)虛假錯(cuò)焊和拖錫短路現(xiàn)象。4.2部分?jǐn)?shù)值計(jì)算10單管放大電路參數(shù)的設(shè)置： 經(jīng)測(cè)試，得知r=164,實(shí)測(cè)9013的導(dǎo)通電壓為uon=ube=0.4v，給定電源電壓vcc=+6v。 在靜態(tài)工作的時(shí)候，要使三極管發(fā)處于放大狀態(tài)，則vce一般取大于2v小于vcc的2/3。又由于vce是根據(jù)公式 vce=vcc-vr4-vr5,vr4+vr5=(rc+re)*ice而得, 而ice=(vr3-0.4)/re,vr3=rb2/(rb2+rb1)*vcc先假定rb2=6.8k，則有：rb1=75k，rc=24k，re=2k。此時(shí)， ice=(vr3-0.4)/re =0.1ma, vce=vcc-(rc+re)*ice=3.43v vbe=0.4+ice*re=0.50v 這些參數(shù)滿(mǎn)足使三極管工作在放大狀態(tài)。 au的計(jì)算： au=uo/ui=-(r*rc)/rbe 其中r=164, rbe=rbb+(1+r)*ut/ice,ut=26mv經(jīng)計(jì)