声光控延时楼道灯控制电路的安装与调试

声光控延时楼道灯控制电路的安装与调试项目描述声光控延时楼道灯控制电路是利用声波为控制源的新型智能开关，它避免了繁琐的人工开灯，同时具有自动延时熄灭的功能，更加节能，且无机械触点、无火花、寿命长，广泛应用于各种建筑的楼梯过道、走廊等公共场所。常见的声光控延时楼道灯如图1.1所示。图1常见的声光控延时楼道灯知识准备1.电路原理图的识读电路原理图用于将该电路所用的各种元器件用规定的符号表示出来，并用连线画出它们之间的连接情况，在各元器件旁边还要注明其规格、型号和参数。电路原理图主要用于分析电路的工作原理。在数字电路中，电路原理图是用逻辑符号表示各信号之间逻辑关系的逻辑图，应注意的是，在逻辑符号上没有画出电源和接地线，当逻辑符号出现在逻辑图上时，应理解为数字集成电路内部已经接通了电源。在图2所示的声光控延时楼道灯控制电路原理图中，CD4011为四个2输入与非门电路，其功能为有0出1，全1出0。交流电源12V经桥式全波整流和VD2、电容C2滤波获得直流电压1.2×12≈14.4V,经限流电阻R1，使VS稳压管有UZ=+6.2V稳定电压供给电路（灯亮时UZ有所降低），而灯泡L串于整流电路中。白天时，光敏电阻RG阻值较小，与非门U1A的②脚（TP4）输入为低电平0态，U1A门被封锁，即不管U1A的①脚（TP3）为何种状态，U1A总是出1，U1B出0，U1C输入端（TP5）为0，U1C出（TP6）1，U1D出0，TP7为低电平，单向晶闸管VT2不导通。在晚上天暗时，RG阻值增大，TP4为高电平1态，U1A门打开，TP3信号可传送。若无脚步声或掌声，驻极体话筒MC无动态信号。偏置电阻（RP2、R4和R3）使VT1的NPN三极管导通，TP3为低电平0态，则U1A出1，其余状态与上述相同，晶闸管VT2控制极G无触发信号，故不导通，灯泡L不亮。图2声光控延时楼道灯控制电路原理图晚上当有脚步声或掌声时，驻极体话筒MC有动态波动信号输入到放大电路VT1的基极，由于电容C1的隔直通交作用，加在基极信号相对零电平有正、负波动信号，使集电极输出端TP3有高电平动态信号为1态，因此使U1A全1出0为负脉冲，而U1B出1为正脉冲，二极管VD1导通对C3充电达5V,TP5也为1,U1C出0，U1D出1为高电平，经R7限流,在单向晶闸管VT2控制极G有触发信号使VT2导通，桥式全波整流电路中串联的灯泡L经晶闸管VT2导通，灯泡L点亮。由于晶闸管导通后的UAK正向压降会降至约1.8V由此VD2用来防止UZ电压下降，避免影响控制电路电源。在脚步声消失后，电容C3上的电压经过R6放电过程，TP5电压仍为1态，故灯泡L仍亮，直到TP5电压小于与非门阀值电压UTH=12VCC时刻，U1C出1，U1D出0，当UAK过零电压时，晶闸管VT2截止，整个过程持续约为30～60秒钟后，灯泡L熄灭。2.PCB板图的识读VD2W10L12V15WVT2BT151R7470ΩVD21N4007123U1ACD4011VD11N4148R610MΩC310μFRGGL5626MCVT19014C2100μFR12W120ΩGNDVS1N4735GNDRP3100KΩR2100KΩC10.1μFR4270KΩR333KΩRP21MΩR510KΩRP120KΩ12AC12VGND564714U1BCD40118910U1CCD4011121311U1DCD4011VCCUz6.2VAKGTP1TP2TP3TP4TP5TP6TP7图3声光控延时楼道灯控制电路PCB图3．装配图的识读读安装图时要注意以下几点。（1）图上的元器件全部用实物表示，但没有细节，只有外形轮廓。（2）对有极性或方向定位的元件，按照实际排列时要找出元件极性的安装位置。（3）图上的集成电路都有管脚顺序标志，且大小和实物成比例。（4）图上的每个元件都有代号。（5）对某些规律性较强的器件如数码管等，有时在图上是采用了简化表示方法。图4声光控延时楼道灯控制电路装配图4.元器件清单的识读4.1对照元器件清单认真清理元器件，看实际元器件与清单是否相符，有无少或多的元器件，如果存在少元器件的情况，学生应立即报告老师进行补充。表1元器件清单序号名称规格位号数量1电阻120Ω/2WR112100KΩR21333KΩR314270KΩR41510KΩR51610MΩR617470ΩR718电位器20KΩRP1191MΩRP2110100KΩRP3111光敏电阻GL5626RG112瓷片电容0.1μFC1113电解电容100μF/25VC211410μF/25VC3115二极管1N4148VD11161N4007VD2117稳压二极管1N4735（6.2V）VS118桥式整流堆2W10VD119三极管9014VT1120晶闸管BT151VT2121灯泡12V/15WL122灯泡座E10配L123驻极体话筒9*7MC124集成电路CD4011U1125IC插座14P配U1126单排针11mmTP1-TP77VCC,GND227电压插座2PAC12V128杜邦电源线双色229鳄鱼夹红+黑230螺丝3*6431铜柱3*10432电路板85*58133说明书A4双面1任务实现1.元器件的检测根据元器件表，将所有要焊接的元器件进行检测一遍，并将检测结果填到表2中。（元器件检测方法见后面附录）表2元器件检测表序号名称位号检测结果序号名称位号检测结果1电阻R118桥式整流堆VD2R219三极管VT13R320晶闸管VT24R421灯泡L5R522灯泡座配L6R623驻极体话筒MC7R724集成电路U18电位器RP125IC插座配U19RP226单排针TP1-TP710RP3VCC,GND11光敏电阻RG27电压插座AC12V12瓷片电容C128杜邦电源线13电解电容C229鳄鱼夹14C330螺丝15二极管VD131铜柱16VD232电路板17稳压二极管VS33说明书2.元器件焊接前成形不同元器件的引线是不同的，在将其插装到印制电路板进行焊接前，必须预先对元器件引线进行成形处理。由于手工、自动两种不同焊接技术对元器件插装的要求不同，元器件引出线成形的形状也有所不同，元器件成形有以下要求：（1）引线成形后，引线弯曲部分不允许出现模印，压痕和裂纹。（2）在引线成形过程中，元器件本体不应产生破裂，表面封装不应损坏或开裂。（3）引线成形尺寸应符合安装尺寸要求。（4）凡是有标记的元器件，在引线成形后，其型号、规格、标志符号应向上、向外，方向一致，以便目视识别。（5）元器件引线弯曲处要有圆弧形，其R不得小于引线直径的两倍。（6）元器件引线弯曲处离元器件根部至少2mm距离。图5元器件成形示例2.元器件的插（贴）装与焊接各元器件按图纸的指定位置孔距进行插装、焊接，常见元器件的安装工艺如下：（1）电阻插装焊接。卧式电阻应紧贴电路板插装焊接，立式电阻应在离电路板1~2mm处插装焊接。（2）电容器插装焊接。陶瓷电容应在离电路板4~6mm处插装焊接，电解电容应在离电路板1~2mm处插装焊接。（3）二极管插装焊接。卧式二极管应在离电路板3~5mm处插装焊接，立式二极管应在离电路板1~2mm（塑封）和2~3mm（玻璃封装）处插装焊接。（4）三极管插装焊接。三极管应在离电路板4~6mm处插装焊接。（5）集成电路插座插装焊接。集成电路插座应紧贴电路板插装焊接。（6）电位器插装焊接。电位器应按照电路板丝印要求方向紧贴电路板安装焊接。3.安装声光控延时楼道灯控制电路安装顺序：一般是按先小后大，先里后外，先低后高，先贴片后插件，先集成后分立的顺序进行安装，而且同类元器件要安装一致，有标识的元器件标识面尽量安装朝外，以便识别。焊接安装完成后的电路如图6。图6焊接好的电路4.声光控楼道灯控制电路焊接安装的检查手工锡焊的检查可分为目视检查和手触检查两种。目视检查就是从外观上检查焊点有无焊接缺陷，可以从以下几个方面进行检查：（1）焊点是否均匀，表面是否光滑、圆润。（2）焊锡是否充满焊盘，焊锡有无过多、过少现象。（3）焊点周围是否有残留的助焊剂和焊锡。（4）是否有错焊、漏焊、虚假焊。（5）是否有桥焊、焊点不对称、拉尖等现象。（6）焊点是否有针孔、松动、过热等现象。（7）焊盘有无脱落、焊点有无裂痕。手触检查：在外观检查的基础上，采用手触检查，主要是检查元器件在印制电路板上有无松动、焊接是否牢靠、有无机械损伤。可用镊子轻轻拨动焊点看有无虚假焊，或夹住元器件的引线轻轻拉动看有无松动现象。常见的不良焊点缺陷分析、常见焊点错误及其产生的原因见1.4所示。表4常见不良焊点缺陷分析和常见焊点错误及其产生的原因不良焊点形状现状不良产生原因焊料面呈凸圆形状焊锡丝滞留时间过长焊锡未形成平滑的过渡面焊锡丝滞留时间过短，焊接时间过短，或焊接面局部氧化焊点较白，无金属光泽，表面较粗糙电烙铁加热时间过长，引起焊接时温度过高焊点表面呈颗粒状，表面会有裂纹电烙铁焊接时间过短，引起焊接时温度过低或焊锡未凝固前被焊件抖动外观粗糙，导线或元器件引线会移动焊锡未凝固前引线移动或焊锡面氧化未处理焊点出现尖端或毛刺焊接时间过长，烙铁头移开的方法不当焊点中夹有松香渣助焊剂失效或过多，焊接时间过短，加热不均匀焊锡与被焊件相邻处角度过大不平滑被焊件氧化未清理干净，被焊件加热不足焊锡未流满焊盘加热不足，焊锡的流淌性差拱焊点在引线根部有焊锡起，有孔和气泡焊盘与引线间的间隙过大焊锡将相邻两焊盘连在一起焊锡过多，焊接时间过长，烙铁头移开的方向不正确焊锡与元器件或与焊盘铜箔之间有明显的界限，焊锡向界限凹陷加热不充分，焊盘与元器件引线未清理干净或焊料凝固时焊接处晃动焊盘的铜箔从印制电路板上脱落或翘起焊接时间过长，焊接温度过高，焊盘铜箔氧化未去除5.声光控延时楼道灯控制电路的功能调试为了确保声光控楼道灯电路能够正常工作，也就是说要稳定、准确地反映白天、黑夜灯的变化，在完成声光控延时楼道灯控制电路的焊接与安装后，必须要对电路进行测量和调试。利用通用仪器（示波器或万用表）对电路进行测量和调整，确保电路能够实现所有功能。测试过程记录：（1）测试稳压管VS输出端应为6.2V左右，用万用表测试。（2）将光敏电阻放在自然光照下，用万用表测量电路中各参考点电压，并记录在表5的序号1中。（3）将光敏电阻用黑胶带布遮光，并在拍手声过程中用示波器观察参考点电压波形状态，并观察灯亮态，记录于表5的序号2中，并估算灯泡发光持续时间。表5各参考点电压记录表序号测试情况工作条件各参考点电压测试值（V）TP3TP4TP5TP6TP7灯泡L的状态1光敏电阻受光2光敏电阻遮住、有拍手声亮态持续时间=____S注意事项：（1）对光敏电阻暗阻环境要求达到夜晚光度遮挡严实下测试。（2）对C2和C3电解电容极性不能接反，在外壳有“-”号一边为负极接地。（3）当灯亮时，电容C3上的电压（TP5）波形直线为缓慢下降，说明C3在放电，当达到低电压时，延时结束，灯泡熄灭。拓展提高1、依据电路方框图简述电路原理。2、写出元器件清单中部分元件的检测结果：表6元器件检测结果表元件类别标号色环颜色标称值实测值备注电阻1R1电阻2R2二极管VD1写出正反向电阻三极管VT1画出引脚图，标出电极驻极体话筒MC画出引脚图，标出电极考核评价调试的评价见表7。表7电路安装与调试评价参考考核时间实际时间：自时分起至时分止项目考核内容配分评分标准得分元器件成形及插装1、元器件成形2、插装位置、色环、标记、极性、高度3、元器件排列整齐151、元器件成形正确，无错误，每错误一处扣3分2、插座位置、色环、标记、极性、高度正确，无错误，每错误一处扣3分3、元器件排列整齐，无高低，每错误一处扣2分焊接质量1、焊点均匀、光滑、一致2、元器件引线过长、焊点弯曲151、搭锡、假焊、虚焊、漏焊、焊盘脱落、桥焊等现象，每错误一处扣3分2、毛刺、焊料过多、焊料过少、焊点不光滑、引线过长等现象，每错误一处扣2分整形元器件整形10元器件排列整齐、高低一致，每错误一处扣2分功能调试1、光控功能正常2、声控功能正常301、白天亮灯或者晚上无声发生时亮灯该项不得分2