声光控制开关实训项目研究

以教育部最新颁布的职业学校《电子技术基础与技能教学大纲》为依据，以就业为导向，将电子技术的基本原理与生活生产中的实际应用相结合，注重实践技能的培养，注意反映电子技术领域的新知识、新技术、新工艺和新材料。结合我校实际，设置声光控制开关实训项目。

自动控制 信号放大 声控电路 光控电路 整流滤波电路教育部最新颁布的职业学校《电子技术基础与技能教学大纲》中明确规定教材编写应以教学大纲为依据，教材内容应体现以就业为导向，以学生为本的原则，将电子技术的基本原理与生活生产中的实际应用相结合，注重实践技能的培养，注意反映电子技术领域的新知识、新技术、新工艺和新材料。

一、《电子技术》课程特点电子技术是一门理论和实践相结合的课程，应用性很强，但理论知识繁杂，概念抽象，造成了教与学双重困难。

二、我校《电子技术》课程教学现状我校以前的教学思路是先讲电子技术基础知识，课程结束后集中实训。目前职业学校的学生基础相对较差，学习能力欠缺，无法全面掌握课程的理论基础知识，不能详细地分析各种单元电路的工作原理，结果是大部分学生成了实训的旁观者，而所做实训也是“照葫芦画瓢”机械地完成实训内容，有的甚至实训后还不知道自己在做什么，解决的是什么问题，结果使学生失去了兴趣。

三、合理设置实训教学项目提高学生学习积极性我们根据学生年龄特点：形象思维能力强于逻辑思维能力。设计的实训内容考虑到实训现象的直观性：实训过程和结果尽可能通过声、光、电等体现。因为实训过程、结果可以帮助学生对电路原理的理解加深印象。通过声光控制开关实训项目的研发可以使实训内容更贴近生活，通过声光效果增强学生感官认识、提高学习兴趣。

四、采用项目教学法提高教学效果通过项目教学方法，将电子技术中模拟电路、数字电路理论知识与具体实训项目相结合。根据项目开发制作相应的教学装置，提高了学生对电子技术理论知识的学习兴趣，调动学生学习的主观能动性，使实践能力得到锻炼和提高，提高教学效果。

五、设置声光控制开关实训项目的意义1、声光控制开关具有很多实际意义。一是省电，灯泡大部分时间不工作，因此节电效率很高，达80%左右。二是方便，首先，不用接触，全自动智能控制；另外，接线简单、安装方便，是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。2、设置声光控制开关实训项目对《电子技术》课程学习的重要意义。电路中使用二极管、三极管、晶闸管等元件是电子技术课程讲授的典型电子元件整流滤波电路、放大电路、触发电路、延时电路是电子技术课程中典型电路。因此通过声光控制开关实训项目的学习可以系统掌握常用电子元件、常用电子电路的基本知识、基本原理。实训过程和结果通过声、光、电等体现。实训过程、结果可以帮助学生对电路原理的理解。通过声光控制开关实训项目的研发可以使实训内容更贴近生活，通过声光效果增强学生感官认识、提高学习兴趣。

六、声光控制开关的电路功能声光控延时开关电路适用于楼梯走廊和厕所等只需短时照明的地方。白天光线较亮时，光控部分将开关自动关断。声控部分不起作用，当光线较暗的夜晚时，光控部分将开关自动打开，负载电路的通断受控于声控部分。电路是否接通取决于声音信号强度，当声强达到一定程度时，电路自动接通。点亮白炽灯，并开始延时，延时时间到，开关自动关断，等待下一次声音信号的触发。这样，通过对环境的声光两种信号的检测与处理，完成电路通断的自动控制。

七、电路分析1.全波整流：由变压器、整流桥VD1～VD4组成。变压器T提供36V安全电压；VD1～VD组成全波整流电路将交流电转化成脉动的直流电。2.受控开关：晶闸管VT是个无触点开关，晶闸管的导通和截止，控制白炽灯的点亮和熄灭。3.降压滤波、稳压。R1、VD5限流降压，C1滤波，VS稳压，为声控和光控部分提供稳定的直流电压。4.声控电路、光控电路、延时电路。声控电路：由话筒BM、三极管V1、电容C2、电阻R3、R4组成，R5、C3为耦合电路。光控电路：三极管V2、V3、光敏电阻RG、电阻R6、R7、R8、R9组成。延时电路：由二极管VD6、电容C4、电阻R10组成。5、电路工作原理（1）静态待机状态下：BM无信号输入，V1处于静止放大状态，因为C3的隔直作用，V2基极无偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。（2）当外界光照强度足够时：RG呈现低阻抗状态，即使短路C3，V2的基极也得不到足够的偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。（3）当外界光照强度较弱且无声音信号时：RG呈现高阻抗状态，与R7，R8的阻值相比可视作RG为开路状态，但因为C3的隔直作用，V2基极无偏置电压而处于截止状态，导致V3的Vbe为0使得V3也处于截止状态，C4上面无电压，VT的控制极没有提供足够的导通电压，VT处于截止状态，EL没有足够的电流，处于熄灭状态。（4）当外界光照强度较弱且有声音信号时：RG呈现高阻抗状态，与R7，R8的阻值相比可视作RG为开路状态。BM输出的音频信号经过V1放大在其集电极产生了幅度极高的音频信号，通过C3耦合，这个放大后的音频信号正极性部分经过R5，R6，R7，R8分压后为V2提供了足够强的基极偏置，V2进入导通状态致使V3进入饱和导通状态，电源通过V3，VD6向C4充电，由于音频信号的频率不会很高而且声音信号有一定的持续时间，C4在这段时间内可以被充满电至10V左右，此时C4通过R10为可控硅VT提供了足够的导通电压，EL获得足够的电流，处于发光状态。当声音信号消失后，由于VD6被反向偏置，C4上的电荷只能通过R10，VT放电，而C4和R10的放电时间常数比较大，VT会保持持续导通，直到C4上的电压不足以使VT导通时，EL恢复到熄灭状态。根据上述分析，如果要调整该控制器的声音灵敏度，可以通过调整R4的阻值来实现，当R4的阻值增加，可以降低声音灵敏度，反之则提高声音灵敏度。如果要调整该控制器的光照灵敏度，可以通过调整R8的阻值来实现，当R8的阻值增加，可以提高控制器起作用的光照度，反之则可以降低控制器作用的光照度。R4，R8是独立调整各自的灵敏度而相互影响比较小，如果调整R5和R6的话两个参数的灵敏度都会受到影响而改变。本电路的EL最大功率限制在于VD1～VD4的最大电流以及VT的最大电流，根据本电路中的器件选择，最大允许电流为1A，所以EL的功率应该限制在220W以下，为留有余量，EL最好是小于等于100W的。

八、电路的调试和故障分析1.接通电源灯不亮，晶闸管Vs没有导通，说明问题主要在主电路上和晶闸管控制极的触发电路上。查二极管有无开路；晶管有无烧毁；V1集电极和发射极之间电压是否为0V，如为0V说明V1三极管有问题。2.灯亮后不能熄灭，灯亮说明主电路正常，主要是延时电路有问题，查C4两端电压能否上升到10V左右，不能，说明充电回路有问题。3.白天灯也能点亮。主电路，声控电路均正常。问题主要在光控部分，查RG、V3的好坏，重点查光敏电阻RG的质量好坏。4.夜晚有声灯不能点亮，（1）声控部分有问题（2）RG质量问题，用万用表测量V2电压是否接近零伏，如不能说明RG阻值夜晚不能变大，更换即可。在电路调试过程中，电路可能出现各种不同问题，解决办法是先圈定故障范围，避免盲目性，小范围有针对性地排查，这样才能快捷准确解决问题。综上所述，通过一个完整的实训项目研究可将电路拆分为单元电路、单个电子元件，使复杂的电路变为简单清晰，适合学生运用理论知识进行综合分析，培养学生良好的分析问题的习惯，这种教学方法不仅适用于本文所举例电路，同样也是用于其他较为复杂的线路的制作调试，每排除一个故障，解释清楚一个异常现象，对学生来说就是一个收获，信心也就越足，学生的技能掌握也就得到了不断提高。

参考文献：

[1]杨志忠.电子技术课程设计

[M].机械工业出版社.

[2]朱定华.电子技术工艺基础

[M]清华大学出版社.

[3]闫石.数字电子技术基础

[M].高等教育出版社.