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五五五電路接成施密特觸發器,光敏電阻器RG白天受光照射呈低電阻,故五五五電路的閾值端第6腳與觸發端第2腳電位均高于電源電壓6伏的三分之二,處于復位狀態,第3腳輸出低電平,繼電器K不動作。晚上,環境光線變暗,RG呈現高電阻,使得五五五第2腳電位下降,當降至電源電壓6伏的三分之依時,五五五電路置位,第3腳輸出高電平,K得電吸合。實現在光線變暗的時候接通繼電器,即暗通。調節RP1阻值,可調整光控閾值。而另一個接法的亮通式光控開關電路,白天RG受光照射呈低電阻,五五五電路復位,第3腳輸出低電平,繼電器K得電吸合;夜間光敏電阻RG呈現高電阻,五五五電路置位,第3腳輸出高電平,繼電器K釋放,從而實現白天繼電器動作閉合,夜間釋放。實現在光線較強時接通繼電器,即亮通。
電路中R1、C1構成積分電路,可起吸收抗干擾作用,可防止夜間短暫光線變化使電路發生誤翻轉。
簡單的光控開關制作(一)
以下介紹的光控開關能使白熾燈的亮滅跟隨環境光線變化自動轉換,適合于控制路燈、走廊燈和學校廁所燈等,具有較好的節電和延長燈泡使用壽命效果。該開關造價不足4元,制作和安裝使用都很簡單。
一、工作原理
光控燈開關的電路如圖1虛線框內所示。VS是普通單向晶閘管,其觸發信號由電阻器R和光敏電阻器RL對220V交流電的分壓(忽略電燈絲電阻)得到。VD是普通二極管,主要用于防止RL兩端反向電壓對VS控制極的損壞。白天,環境自然光線較強,RL呈低阻值(≤2kΩ,RL兩端交流電壓小于VD和VS控制極的導通電壓(約0.65V+0.65V=1.3V),VS處于阻斷狀態,電燈H不亮;夜晚,環境自然光線變暗,RL呈高阻值(>1MΩ),VS從RL兩端獲得足夠觸發電壓而導通,H通電自動點亮。
光控燈開關原理圖
由于每次夜幕降臨電燈點亮時,燈的亮度是隨著外界自然光線的減弱而逐漸由暗變最亮的,故避免了使用普通機械開關時,每次開燈瞬間比正常時大10倍以上的強電流對燈絲的沖擊,有效防止了燈絲的過電流速損;另外,H工作時加在它兩端的是半波脈沖電壓,實測直流平均電壓約99V,燈泡實際功率僅為標稱功率的30%左右,這不僅節電,而且還能有效防止因夜深電網電壓升高而造成的燈絲過電壓速損,使得燈泡使用壽命大大延長。筆者單位廁所里的照明電燈,在使用本開關之前,每月要更換2-3只白熾燈泡,現在使用本開關一年多時間,尚未更換過一只燈泡。該開關在白天自身耗電甚微,實測總電流<22μA。
二、元器件選擇
VS選用MCR100-8(1A、600V)或BT169D(1A、400V)型普通塑封單向晶閘管,要求控制極(也叫門極)觸發電流Ig<20μA。VD用1N4004型硅整流二極管。
RL用MG45-12型非密封光敏電阻器,其它亮阻≤2kΩ、暗阻≥1MΩ的光敏電阻器也可代用。R采用RTX-1/8W型碳膜電阻器。
三、制作與使用
整個光控開關電路可組裝在經過改造后的吊式電燈用掛線盒內,如上圖右半部分所示。焊接時注意,各元件引腳均套上電工用絕緣套管,以免在使用過程中發生短路故障。RL引腳不要剪得過短,以裝好后正好從原吊線出孔凸出為宜;掛線盒原有的接線樁直接用作X1、X2接線樁即成。此開關只要元器件質量保證,焊接無誤,無須調試便可投入使用。
該開關適合控制標稱功率≤200W的普通照明用鎢絲燈泡,它的接線方法與普通機械開關相同,完全符合電工接線規范。實際安裝時,只需把開關的兩個接線端X1、X2不分順序串入電燈相線(火線)一側回路即行。但注意開關安裝位置要有所講究,應避開風雨侵蝕和燈光直射處,選擇在感受自然光良好的地方固定。
簡單的光控開關制作(二)
這款聲光控開關電路是我們根據某公司生產的產品剖析而來,它全部由分立元件構成,而且元件易購,很適合于電子初學者自制。
電路見圖。該裝置與燈泡串聯分壓后由D1~D4整流成脈動電壓對V1供電,再經DW和C1穩壓濾波后對V2~V4供電。
白天有光照時,光敏元件阻值減小,V4飽和導通,V3雖然設計在放大狀態,但由于集電極電壓受V4的鉗位很低,故V3不能工作。V2處于飽和狀態,V1也處于飽和狀態,SCR的G極與K極之間觸發電壓很小,SCR不能導通,燈不亮。
晚上無光照時,光敏元件阻值增大,V4截止,V3集電極電壓升高。當MIC拾取到聲音后,經V3放大后由C3耦合至V2的基極,聲音信號的峰值有可能使V2進入截止區,也可能使V1進入截止區。V1進入截止區后,SCR受觸發導通,燈點亮。V2進入截止區后,DW上電壓通過R4對C2充電。聲音消失后,V2又飽和,C2正極處于地電位,使V1基極為負電位,V1保持截止,SCR保持導通,燈持續點亮。此后C2通過R4、R3、R2放電,放電完畢V1又處于飽和狀態,SCR截止,燈熄。調整R2、C2的大小可調整燈亮時間的長短。
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光控開關
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