cd4011声光控电路图详解（延时开关电路）

　　集成电路CD4011是一个包含4个与非门的CMOS电路，每个与非门有2个输入端一个输出端。当两输入端有一个输入为0，输出就为0。只有当输入均为1时，输出才为1。当两个输入端都为0时，输出是1。

　　本文主要介绍CD4011制作的声光控延时开关电路，分别从发工作原理、元器件的选择、安装与制作、调试以及故障检测与检修方面来详细介绍，一起来了解一下。

　　一、电路的工作原理

　　声光控延时开关的电路原理图见图1所示。电路中的主要元器件是使用了数字集成电路cd4011，其内部含有4个独立的与非门vd 1～vd4，使电路结构简单，工作可靠性高。

　　顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启“，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后，变为电子开关的开动作。明确了电路的信号流程方向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元，由此可画出图2所示的方框图。

　　结合图2来分析图1。声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒bm接收并转换成电信号，经c1耦合到vt的基极进行电压放大，放大的信号送到与非门（vd1）的2脚，r4、r7是vt偏置电阻，c2是电源滤波电容。

　　为了使声光控开关在白天开关断开，即灯不亮，由光敏电阻rg等元件组成光控电路，r5和rg组成串联分压电路，夜晚环境无光时，光敏电阻的阻值很大，rg两端的电压高，即为高电平间t=2πr8c3，改变r8或c3的值，可改变延时时间，满足不同目的。vd3和vd4构成两级整形电路，将方波信号进行整形。当c3充电到一定电平时，信号经与非门vd3、vd4后输出为高电平，使单向可控硅导通，电子开关闭合；c3充满电后只向r8放电，当放电到一定电平时，经与非门vd3、vd4输出为低电平，使单向可控硅截止，电子开关断开，完成一次完整的电子开关由开到关的过程。

　　二极管vd1～vd4将交流220v进行桥式整流，变成脉动直流电，又经r1降压，c2滤波后即为电路的直流电源，为bm、vt、ic等供电。

　　原理图：

　　

　　线路板图：

　　

　　　　

　　

　　用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点，适合广大电子爱好者自制。

　　二、元器件的选择

　　ic选用cmos数字集成电路cd4011，其里面含有四个独立的与非门电路。内部结构见图3，vss是电源的负极，vdd是电源的正极。可控硅t选用1 a／400v的进口单向可控硅1 00-6型，如负载电流大可选用3a、6a、10a等规格的单向可控硅，单向可控硅的外形如图4所示，它的测量方法是：用r×1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极（如印制板图所示），这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极k，这时表针有读数，黑表笔马上离开控制极k这时表针仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用r×100档将红表笔接外壳的s、黑表笔接d，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625a型，有光照射时电阻为20k以下，无光时电阻值大于100mq，说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1n4001～1n4007。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其它元件按图1所示的标注即可。

　　三、安装制作

　　准备好全套元件后，用万用表粗略地（因出厂前已测量过）测量一下各元件的质量，做到心中有数。焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确，否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。印刷电路图如图5所示。

　　四、调试

　　调试前，先将焊好的电路板对照印刷电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路、元件相碰等现象发生。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。如用万用表检测时，只用将万用表两表笔接触电路板相应处即可。

　　本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将ab分别接在电灯的开关位上，用手轻拍驻极体，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮，说明光敏电阻完好，这时即告本套件制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。

　　五、故障检测及检修

　　调试中可能会出现以下故障。应根据具体情况进行检修。

　　（1）晚上声音小时白炽灯EL不亮，当声音很大时灯才亮。这是声音信号输入电路灵敏度降低所致。其原因可能是话筒MIC灵敏度降低、电容C1容量减小、三极管T1、电阻R2、R3等元件参数改变等等。检修时，可适当减小电阻R1的阻值以提高MIC的灵敏度。增大电阻R2和减小电阻R3的阻值，以降低三极管T1的静态工作点。也可用一个等值电容与C1并联，观察效果是否改变等方法，提高声音输入电路的灵敏度。

　　（2）晚上白炽灯EL经常误触发而发光。这一般是声音信号输入电路灵敏度太高所致。检修时对该部分电路的元件与上述（1）进行相反调整。

　　（3）白天有声音时白炽灯EL便亮。这是光信号输入电路的故障。检修时，检查光敏电阻Rg是否接收光线不足，可采用清除光敏电阻Rg处灰尘，检查光敏电阻Rg的位置是否正确，光敏电阻Rg是否开路，适当增大电阻R4的阻值，降低与非门1的1端输入电平等办法加以解决。

　　（4）晚上有声音时白炽灯EL也不亮。其原因是声音信号输入电路在有声音时不能输出高电平，光信号输入电路输出低电平，集成电路IC1损坏等造成的。检修时，在有声音信号时测量与非门1的2端是否为高电平，在无光时测量与非门1的1端是否为高电平。若不是高电平说明故障在相应的输入电路，若是高电平应检查集成电路IC1的逻辑关系是否正确。

　　（5）白天和晚上白炽灯EL均长亮。其原因一般是双向可控硅T2被击穿。检修时，断电后用万用表的电阻挡测量T2两个阳极之间的电阻，若在1KΩ以下，则说明双向可控硅T2已经被击穿，应更换。

　　（6）白炽灯EL点亮的延时时间不合适。若灯亮的延时时间缩短了，有可能是电容C3漏电或者是容量减小所致，可用一只相同的电容尝试。若嫌延时时间不够，可适当增大电阻R8的阻值，或者增大电容C3的容量。反之，减小电阻R8的阻值或者电容C3的容量即可。