一、電路工作原理

太陽能節(jié)能環(huán)保樓宇梯燈的作品實物圖如右圖所示，設(shè)計電路如上圖所示。它主要由太陽能電池板、蓄電池、穩(wěn)壓電路、光控電路和聲光控制電路組成，原理框圖如下圖所示。當有太陽光照射時，太陽能電池板產(chǎn)生8～12V的直流電源經(jīng)D1加入到6V蓄電池BT1兩端，對BT1進行充電，BT1把電能儲存起來，以便晚上或光線不夠時使用。

1、當外部光線足夠強時，光電二極管D2因受強光照射，其兩端的電阻很小，導致Q1的基極電壓低于1.8V，則Q1截止，Q2也相繼截止，BT1的直流電源無法通過Q2的ec結(jié)加到后續(xù)各部分電路，LED不發(fā)亮。

2、在晚上或白天光線不夠時，光電二極管D2因不受光照射，其兩端的電阻很大，經(jīng)R1、R2和光敏二極管兩端電阻分壓后，導致Q3的基極電壓大于1.8V，則Q1飽和導通，Q2也相繼飽和導通，BT1的直流電源通過Q2的ec結(jié)分兩路進行供電，一路加到由Q3、D5、D6、D7、R3、C1組成的穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓為3.3V，再通過Q3的ce結(jié)加到多只LED（D8、D9）的兩端，LED發(fā)亮，可為長廊、通道等提供照明；另一路加到由Q4、U1、MIC1、R9組成的聲光控制電路，光敏電阻R9與聲控輸出為與非的關(guān)系，這時，R9的阻值較大，使與非門U1的第1腳為高電平，而第3腳電平取決于聲控，當行人走過發(fā)出聲音，MIC1拾取聲信號，Q4瞬間由飽和導通變成截止，U1的第2腳為高電平，經(jīng)與非門作用，第3腳輸出為低電平，第4腳為高電平，D10導通，電源對C5進行充電，第8、9腳為高電平，經(jīng)與非門的作用第10腳輸出為低電平，第11腳輸出為高電平，使Q5、Q6飽和導通，BT1電源再經(jīng)過Q6的ec結(jié)加到由Q7、D11組成的穩(wěn)壓電路，把6V電壓穩(wěn)壓為3.3V，為LED（D12、D13）供電，D12、D13發(fā)光，為行人提供照明。由于聲控使D10瞬間導通，隨后變?yōu)榻刂梗栽诮刂蛊陂gC5向R10放電，放電開始，第11腳仍輸出為高電平維持D12、D13發(fā)光。當電容C5兩端電壓低于37V第11腳輸出變?yōu)榈碗娖剑珼12、D13熄滅，D12D13點亮的時間由R10、C5的時間常數(shù)決定。

二、制作過程

1.主要元件的選擇

太陽能電池采用12v、100mA的太陽能電池板：D1為一只隔離二極管，本電路選擇IN4001；BT1為畜電池；Q1、Q2、D2、D3、D4、R1、R2組成光控電路，光控電路由取樣電路、基準電路、比較放大電路和調(diào)整電路組成，其中Q1為比較放大，Q2為調(diào)整，D2、R1、R2為取樣，D2是一只光敏二極管，D3、D4提供基準電壓，考慮負載工作電流情況，Q1采用9014，而Q2采用TIP42，D3、D4采用IN4148；Q3、D5、D6、D7組成穩(wěn)壓電路，D2采用3.0V的穩(wěn)壓管，D3采用1N4148的普通二極管，Q3采用TIP41；R4為限流電阻，采用2W10Q；C2、C3為高、低頻的濾波電容，C2采用2200uF門0V的電解電容，C3采用O1uF的陶瓷電容。MIC1、Q4、U1、R9、Q5、Q6組成聲光控制電路，Q4、Q5采用9014，U1采用4011，Q6用8550。Q7、R12、D11組成穩(wěn)壓電路用3.9V穩(wěn)壓管，Q7用8050。

2.調(diào)試

按圖連接電路，先用直流穩(wěn)壓電源測試現(xiàn)行LED工作電壓，根據(jù)所測試的電壓確定穩(wěn)壓電路輸出電壓的大小，再調(diào)光控電路，具體方法如下：

（1）用直流穩(wěn)壓電源直接對LED進行測試，調(diào)節(jié)其輸出的直流電壓3～5V，觀察LED發(fā)亮及負載電流的情況，確定穩(wěn)壓電路輸出的電壓為36V。

（2）用黑布遮住光敏二極管。用一字的螺絲刀調(diào)節(jié)R2電阻的阻值，使輸出約為3～3.6V的直流電壓，如果無法實現(xiàn)，可調(diào)整取樣電路中的上偏置電阻R1或改變基準電路中的二極管的個數(shù)，再調(diào)節(jié)R2便可實現(xiàn)。

（3）根據(jù)第一步測試確定電壓值，調(diào)整穩(wěn)壓電路的D5穩(wěn)壓值，若無法找到合適的穩(wěn)壓管，可在D5的陽極串入普通二極管D6、D7，直到穩(wěn)壓電路輸出為36V。

（4）調(diào)節(jié)R10、C5的參數(shù)，來確定D12、D13的LED點亮的時間。

三。使用說明

本作品采用太陽能電池板創(chuàng)作的太陽能路燈，由于太陽能電池板容易損壞，使用者必須小心使用。作品面板上有一個紅色的按鍵S1為維修開關(guān)，有一個光控的窗口。當有陽光照射，作品會將太陽能轉(zhuǎn)為電能并貯存，按下維修開關(guān)，光控電路根據(jù)窗口光線情況，確定對梯燈電路供電，在梯燈電路中，采取聲控、光控對LED（D12、D13）實行自動控制。