【正文】 電開關(guān)、聲光控延時(shí)開關(guān)外，還有紅外電子開關(guān)和無(wú)線電波電子開關(guān)。然而，目前紅外電子開關(guān)性能雖然較為理想，但安裝復(fù)雜，成本較高，還不適合在日常家庭生活及普通公共場(chǎng)所使用；無(wú)線電波電子開關(guān)的綜合性能尚不理想，該開關(guān)的作用范圍較小 ,本身耗電也比聲光開關(guān)大，若要增大作用范圍 ,勢(shì)必要加大發(fā)射功率,耗電量也隨之增大。而對(duì)于普通日常生活考慮到價(jià)格、管理及安裝方便等因素，聲光控延時(shí)開關(guān)將是首選的主流產(chǎn)品，所以，對(duì)于這一課題的研究是十分必要的。聲光控延時(shí)開關(guān)是集聲、光和延時(shí)技術(shù)為一體的自動(dòng)照明開關(guān),廣泛應(yīng)用于樓道、走廊、倉(cāng)庫(kù)，廁所等公共場(chǎng)所,是現(xiàn)代極理想的綠色照明開關(guān),而且能延長(zhǎng)燈的使用壽命,從而大大減少維修量,不僅節(jié)約資金，更節(jié)約能源。白天或光線較強(qiáng)時(shí),開關(guān)電路為關(guān)閉狀態(tài),燈不亮；晚上或光線較暗時(shí)，光敏電阻感受光強(qiáng)度并輸出相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，此時(shí),當(dāng)來(lái)人有說(shuō)話聲、腳步聲、拍手聲等聲源時(shí),開關(guān)自動(dòng)打開,燈亮,延時(shí)一段時(shí)間后自動(dòng)熄滅,從而實(shí)現(xiàn)了“人來(lái)燈亮,人走燈熄”,杜絕了長(zhǎng)明燈現(xiàn)象,不僅達(dá)到了節(jié)能、節(jié)電的目的,而且免去了在黑暗中尋找開關(guān)的麻煩，并且聲光控延時(shí)開關(guān)安裝方式靈活,可以安裝在所選擇的任何位置,給路人提供了極大的方便。總之，聲光控延時(shí)開關(guān)具有很多現(xiàn)實(shí)意義，從節(jié)約能源層面來(lái)說(shuō)，燈泡大部分時(shí)間不工作，節(jié)電效率很高，達(dá)75%左右，是相當(dāng)理想的節(jié)能用具；從安裝、使用層面來(lái)說(shuō)，開關(guān)接線簡(jiǎn)單、安裝方便，不用接觸，全自動(dòng)智能控制，使用起來(lái)十分方便，是現(xiàn)代公共場(chǎng)所理想的照明開關(guān)。世界的發(fā)展離不開能源，聲光控延時(shí)開關(guān)能較好的為解決世界能源危機(jī)提供一點(diǎn)幫助，有利于我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)，造福子孫后代，造福全人類。第一章 緒論從19世紀(jì)80年代愛(ài)迪生發(fā)明燈具以來(lái)，開關(guān)已經(jīng)歷了好幾代變化，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展到第四代了。第一代：從燈具發(fā)明以來(lái)一直到上世紀(jì)80年代中后期，這個(gè)時(shí)期是以拉線開關(guān)為代表的機(jī)械時(shí)代，這種開關(guān)價(jià)格便宜、安裝簡(jiǎn)便，但繩子很容易被拉斷。第二代：1990年奇勝電器率先在國(guó)內(nèi)引入面板開關(guān)，由此國(guó)內(nèi)開關(guān)進(jìn)入了按鈕開關(guān)時(shí)代，按鈕開關(guān)以其優(yōu)良的耐用性在國(guó)內(nèi)盛行了10年，雖然目前這類產(chǎn)品在市場(chǎng)仍有一定的需求，但由于這種開關(guān)安裝方法即不安全也不科學(xué)，逐漸被其它開關(guān)所取代。第三代：2000年國(guó)際電工率先引入‘86型‘翹板開關(guān)，至此造型時(shí)尚美觀的翹板開關(guān)開始盛行，且一直流行至今，但它的開關(guān)方式同樣是極其不方便，按鍵較小，容易壞不說(shuō)，在開關(guān)燈時(shí)還會(huì)出現(xiàn)火花，即不方便也不安全。第四代：2009年以來(lái)以聲光延時(shí)開關(guān)、紅外電子開關(guān)、觸摸開關(guān)為代表的智能開關(guān)逐漸為人們所看好，它不僅使用安全、方便，而且還節(jié)約了大量能源，延長(zhǎng)了燈的使用壽命?，F(xiàn)今居民公共生活中一直普遍使用的就是普通的86型翹板開關(guān)，這種開關(guān)完全由人手動(dòng)去控制,在家庭用戶中使用一直很普遍,但在公共場(chǎng)所(比如樓梯、走廊等)使用,受外界各種因素的影響,存在著嚴(yán)重的長(zhǎng)明燈現(xiàn)象,不僅使燈的使用壽命大大縮短,而且還浪費(fèi)了大量的電能，不利于能源的節(jié)約。定時(shí)開關(guān)也能達(dá)到使燈自動(dòng)關(guān)閉的目的,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、明了,價(jià)格低廉，但由于它比較死板,不能適應(yīng)各種臨時(shí)情況的該變，比如陰天、下雨等特殊情況，因此不能得以推廣；遙控開關(guān)使用起來(lái)靈活、方便,特別適合在家庭使用，但由于遙控器本身攜帶不便，用在酒店、學(xué)校等一些大型建筑的公用部分,遙控開關(guān)的使用就不太方便，因此也變得難以推廣[參考文獻(xiàn)[] [J].《節(jié)能》，2009,(3) :5~6.]。聲光控開關(guān)無(wú)論是從性能還是價(jià)格上與其他開關(guān)相比,目前都顯示出了巨大的優(yōu)越性，是最能為用戶所接受的電子開關(guān)，目前它正朝著更智能化的方向發(fā)展。自動(dòng)控制原理源于實(shí)踐，服務(wù)于實(shí)踐，并在實(shí)踐中得到升華，從遠(yuǎn)古的計(jì)時(shí)容器到公元前的水利樞紐工程，從中世紀(jì)的天文望遠(yuǎn)鏡到工業(yè)革命的蒸氣機(jī)和蒸汽輪船，從百年前的飛機(jī)、汽車和電話通訊到半個(gè)世紀(jì)前的電子放大器和模擬計(jì)算機(jī)，從六十年代的登月飛船到現(xiàn)代的航天飛機(jī)和星球探測(cè)器，這些著名的人類科技發(fā)明直接催生和發(fā)展了自動(dòng)控制技術(shù)[[][M].江蘇：江蘇大學(xué)工業(yè)中心，2008.]。經(jīng)過(guò)千百年來(lái)的提煉，尤其是近半個(gè)世紀(jì)工業(yè)實(shí)踐的普遍應(yīng)用，自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成為人類科技文明的重要組成部分，隨著新型制造業(yè)的興起和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用也將進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代，本文的聲光控制開關(guān)則是自動(dòng)控制原理的最基本應(yīng)用。自動(dòng)控制原理是指在沒(méi)有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置（稱控制裝置或控制器），使機(jī)器，設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程（統(tǒng)稱被控對(duì)象）的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控制量）自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制任務(wù)，首先要將被控制裝置和控制對(duì)象按照一定的方式連接起來(lái)，組成一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一體，這就是自動(dòng)控制系統(tǒng)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象的輸出量即被控量是需要嚴(yán)格加以控制的物理量，它可以要求是隨其它限定條件實(shí)時(shí)變化的物理量，例如本系統(tǒng)中的聲音信號(hào)、光強(qiáng)信號(hào)等就是實(shí)時(shí)變化的物理量。而控制裝置則是對(duì)被控對(duì)象實(shí)時(shí)施加控制作用的機(jī)構(gòu)總體，它可以采用不同的原理和方式控制被控對(duì)象，但最基本的是一種反饋控制系統(tǒng)，在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對(duì)被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來(lái)不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的任務(wù)，這就是反饋控制的基本原理[[] [D].北京:北京科技大學(xué),2009:9. ]。目前，自動(dòng)化控制正向著成套化、系列化、多品種方向發(fā)展，以自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、圖象顯示技術(shù)為一體的綜合性系統(tǒng)裝置成為國(guó)外控制技術(shù)的主導(dǎo)產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線則成為自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的第一熱點(diǎn)，相信未來(lái)自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展會(huì)越來(lái)越廣闊。第二章 聲光控制原理分析及信號(hào)放大聲音控制系統(tǒng)就是通過(guò)線性元件將采集到的外界聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為能夠檢測(cè)的電信號(hào)，再通過(guò)放大電路將微弱的聲音電信號(hào)放大，對(duì)放大信號(hào)進(jìn)行處理從而控制其它裝置實(shí)現(xiàn)聲音控制的功能。本系統(tǒng)中，利用駐極話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后通過(guò)三極管放大電路將電信號(hào)放大，與光控電路轉(zhuǎn)化來(lái)的電信號(hào)一起，通過(guò)開關(guān)電路控制開關(guān)的開啟或關(guān)閉的目的。光強(qiáng)控制系統(tǒng)就是通過(guò)線性元件將采集到的外界光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為能夠檢測(cè)的電信號(hào)，再通過(guò)放大電路將微弱的光強(qiáng)電信號(hào)放大，對(duì)放大信號(hào)進(jìn)行處理從而控制其它裝置實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)控制的功能。本系統(tǒng)中，利用光敏電阻將外界光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后與聲控電路轉(zhuǎn)化來(lái)的電信號(hào)一起送入后續(xù)開關(guān)電路，通過(guò)開關(guān)電路達(dá)到控制開關(guān)的開啟或關(guān)閉的目的。，但其控制電路故障率較高，尤其是在外界噪聲較大的環(huán)境使用，頻繁讓開關(guān)開啟或關(guān)閉很容易燒壞元器件，使用壽命一般都不長(zhǎng)，故單個(gè)的聲控系統(tǒng)性能較差。而聲光雙控系統(tǒng)在白天或光線較亮的情況下，無(wú)論外界聲音有多大開關(guān)都始終處于關(guān)閉狀態(tài)，大大減少了開關(guān)通斷的次數(shù)，延長(zhǎng)了燈的使用壽命，性能得到極大改善。，其本身性能保持不變的能力稱為傳感器的穩(wěn)定性，影響傳感器長(zhǎng)期穩(wěn)定性的因素除傳感器自身的封裝、外形結(jié)構(gòu)外，主要還是傳感器的使用環(huán)境，尤其外界干擾噪聲極大的環(huán)境，因此，傳感器必須對(duì)外界環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，這樣傳感器才會(huì)具有良好的穩(wěn)定性能。另外，傳感器的穩(wěn)定性也有定量指標(biāo)，超過(guò)使用期后，在使用前應(yīng)該對(duì)其性能進(jìn)行重新標(biāo)定，以確定傳感器的性能是否發(fā)生變化，在某些要求傳感器必須能長(zhǎng)期使用而又不能輕易更換或標(biāo)定的場(chǎng)所，對(duì)所選用傳感器的穩(wěn)定性要求更加嚴(yán)格，它必須能夠經(jīng)受性能穩(wěn)定性的考驗(yàn)[4]。 信號(hào)放大信號(hào)放大的實(shí)質(zhì)就是實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，即用一個(gè)能量較小的輸入信號(hào)來(lái)控制另一個(gè)能源，使其輸出端的負(fù)載上能夠得到能量比較大的信號(hào)。放大的對(duì)象是變化量，放大的前提是傳輸不失真，如果放大過(guò)程中信號(hào)發(fā)生了失真，信號(hào)放大也就變得毫無(wú)意義，放大電路是通過(guò)增加電信號(hào)幅度或功率來(lái)實(shí)現(xiàn)放大的電子電路，應(yīng)用放大電路實(shí)現(xiàn)放大的裝置稱為放大器，它的核心是電子有源器件，如電子管、晶體管等[] (第三版)[M]北京：高等教育出版社,2002.。為了實(shí)現(xiàn)放大，必須給放大器提供能量，常用的能源是直流電源，放大作用就是通過(guò)把電源的能量轉(zhuǎn)移給輸出信號(hào)，輸入信號(hào)的作用是控制這種轉(zhuǎn)移，使放大器輸出信號(hào)的變化重復(fù)或反映輸入信號(hào)的變化。要了解半導(dǎo)體三極管放大原理，就要分析其內(nèi)部載流子的運(yùn)動(dòng)情況，首先必須要使半導(dǎo)體三極管有一個(gè)合理的偏置。半導(dǎo)體三極管內(nèi)部?jī)蓚€(gè)PN結(jié)的4種偏置方式中，為體現(xiàn)放大作用，首先必須保證有足夠多的多子運(yùn)動(dòng)，所以發(fā)射結(jié)要正偏，這樣發(fā)射區(qū)能不斷向基區(qū)發(fā)射載流子；其次，集電極電流必須由非集電極本身的多子運(yùn)動(dòng)形成，才能體現(xiàn)其電流控制作用，因此，集電結(jié)要反偏。不管半導(dǎo)體三極管組成的放大電路形式如何變化，要使其具有放大作用，都必須滿足發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。三極管最基本的作用就是放大作用，它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng)度的電信號(hào)，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。三極管有一個(gè)重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)，當(dāng)三