声、光、触摸三控照明灯的研究设计

翟发 钟永康 张苏鹏 南京市三江学院

声、光、触摸三控照明灯的研究设计

翟发 钟永康 张苏鹏 南京市三江学院

在科技兴起与信息技术发展的大背景下，传统的照明灯已无法满足人们物质生活极大丰富后的需求，因为不管是声控延时开关、光控开关还是触摸延时开关，虽然智能但在被使用中的过程中都无可避免的存在弊端，故声光触摸三控照明灯的研究发明与投入使用则显得十分重要。在本文中，笔者将设计研究有关声控延时开关、触摸延时开关和光控开关的联动配合，并结合具有逻辑性判断的电路和延时电路来调控继电器的吸合与断开，进而实现照明设备控制及时的目的。本设计方案将自声音、光照和触摸检测电路上入手，克服三种模式的开关各自独立工作时的弊端，以便促进能源的节约高效使用。

现状 三控 原理 设计方案

1 声、光、触摸三控照明灯的发展背景与现状

上世纪末期，触屏技术等具有人机交互作用的新科技诞生，人机交流更加便捷高效，而随着当时科技的发展，智能开关的技术革新方面也有着有目共睹的进展，照明灯的创新也随着这些技术的进步而发展向前，从已有的声控照明灯外，以及光照照明灯，公共场所的照明调节手段丰富了起来，不再是单一开关和简单电路就能控制的传统照明灯。在实际生活中，考虑到如普通住宅楼照明使用需注重费用、管理、及安装的问题，由声光延时开关控制的声光照明灯正是最优选择。然而在宾馆和家庭走廊灯场所，仅仅是声音和光照来控制的照明灯并不能满足实际需求，加入由触摸开关来调控照明灯的设计则显得尤为必要。

2 声、光、触摸三控照明灯的研究意义与工作原理

本文对三控照明灯进行研究，其意义有三：一是照明灯因绝大部分时间无需工作而可以达到节省约80%电量的效果；二是控制自动化程度高，更加方便人们日常生活使用；三是由于其安装简便，可充分满足公共场所照明需求。

图1 声控电路图

图2 光控电路图

三控照明灯依据的是声控、光控以及人体触摸控制这三种电路控制的原理来实现其工作运转效果的。下面笔者将结合图1、图2与门电路的D2会输出低电平，让非门电路D3的输出端转换为高电平，二极管VD1会截止，从而使得继电器K断开，照明灯停止亮起状态。

根据图2示，笔者简单阐述的光控电路工作原理如下：电源电路提供电流，通电后，由于作为光敏电阻器的RL白天通过光敏电阻的电流较小，非门电路D3电平输入为低，输出为高，作为二极管的VD1以及晶体管VT截止，照明灯为熄灭状态。在四周黑暗的条件下，光敏电阻器RL阻值增大，这时如果声控电路BM传入声信号，此声信号会被转换为电信号，D3输入端为高电平，VD1和VT导通，继电器K常开触点发生吸合，此时灯亮；若无声信号的传入，则灯熄。

从图3中，可以解释照明灯中有关人体触摸控制电路的工作原理：无论是否有光线射入，当触摸电极片M时，人体触摸信号变换成电信号并使非门电路D4输入端转为高电平、输出端为低电平，接着又让二极管VD2导通，非门电路D5输入端为低电平、输出端为高电平，VT饱和导通后，K闭合，照明灯进入亮起工作状态，而无触摸信号的时候，照明灯灭。

3 声、光、触摸三控照明灯的实现方案

图3 触摸电路图

图3分别简单阐述照明灯声、光、触摸三种控制的工作原理。

如图1所示，声控电路的工作原理简单说来就是：电源电路能提供整个电路运转所需的具有适当电压的电流，自声音传入的时候，传声器BM可将声音信号转变为电信号，这种电信号是非门电路D1输入即高电平，输出的一端则是低电平，而该低电平当为非门电路D2输入的时候，D2输出端的一端是高电平，让得非门电路D3的输出一端变换为低电平，二极管VD1导通，则非门电路D5的输出端转变为高电平，而让晶体管VT饱和导通，图中作为继电器的元器件K，其常开触头吸合时，照明灯发光。若处于无声信号传入情况，作为非

为了实现声音、光照、人体触摸三控照明灯的运作，笔者在元器件的选择准备上，使用驻极体传声器、金属膜电阻（2W）、1/4W的金属膜电阻或碳膜电阻、硅整流二极管（1N4007）、硅开关二极管（1N418型）、铝电解电容（耐压值16V）、独石电容器、硅稳压二极管（符合1W、6V条件的任意型号）、非门集成电路（MC140011型）、铜膜片等材料，之后运用multisim软件来进行对该三控照明灯电路的仿真模拟，忽略因所用元器件与仿真软件要求不完全相符所带来的模拟瑕疵因素，结合根据上述声光触摸三控的原理用软件绘测出三控电路原理图，之后，制定对应的PCB图并完成对电路板的搭建及测试。

历经上面种种工序后，可以观察到电路板的工作情况：让电路板处于黑暗环境下，电路板上的小灯在开始通电后，会因足够分贝的声响而保持亮起状态；让电路板暴露在光照下，因光敏电阻接触到光，小灯回到熄灭状态；让电路板处在自然状态下，人体触摸控制开关时，小灯会亮起。至此，声光触摸三控照明灯的基本设计方案得以实现。

[1]陈育中.基于声光传感器的三控延时照明电路设计与制作[J].电脑知识与技术,2010,24:6872-6873

[2]林明勇,刘华姿.声、光、触摸三控延时自熄开关[J].电子制作,2008,12:38-39

第一作者：翟发，男，汉族，1995年9月，江苏盐城，三江学院，电子信息工程专业。

第二作者：钟永康，男，汉族，1993年9月，广东韶关，三江学院，电子信息工程专业。

第三作者：张苏鹏，男，汉族，1995年1月，江苏南通，三江学院，电子信息工程专业。