创意控制类电子制作80例
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2.4 光控延时壁灯开关

在壁灯(或床头灯、台灯)的座腔内附加下面介绍的光控延时开关,可使壁灯新增环境光线突变自动延时点亮功能:每当关掉室内其他照明灯后,它便能自动点亮弱光照明1min左右,避免了主人摸黑上床或锁门外出,给家庭夜生活带来诸多方便。

新增光控延时开关电路设计合理,制作成本低,而且它的接入并不影响原壁灯手动开关对灯光的正常控制。

2.4.1 工作原理

光控延时壁灯的电路如图2-10所示。其中:虚线右边为壁灯原有电路;虚线左边为新增光控延时开关电路。

图2-10 光控延时壁灯电路图

220V交流电经晶体二极管VD1半波整流、电阻器R1降压限流、稳压二极管VD2限压和电容器C1滤波后,输出约24V直流电压,供光控开关电路工作用电。白天或夜晚其他电灯点亮时,光电三极管VT受光照呈导通状态,单向晶闸管VS无合适触发电流而关断,电灯H不亮。当室内光线突然变暗(关灯)时,光电三极管VT失去光照而趋于完全截止,电容器C2正端电位跳高,电容器C1通过电阻器R2、单向晶闸管VS的控制端对电容器C2充电,充电电流作为触发电流使单向晶闸管VS开通,电灯H通电(约99V直流脉动电压)发出柔弱照明光。经过一段时间(延时时间),电容器C2充电电流小于单向晶闸管VS的最小触发电流,单向晶闸管VS在交流电过零时关断,电灯H自动熄灭。

当天黑室内光线缓慢变暗时,由于电容器C2的正端电位随着光电三极管VT的逐渐截止而缓慢升高,其充电电流始终低于单向晶闸管VS的最小触发电流,故电灯H不会点亮。当天亮或再次开亮其他电灯时,光电三极管VT导通,电容器C2正端电位下降,电容器C2所充电荷通过光电三极管VT和晶体二极管VD3泄放掉,为再次延时开灯做好准备。

电路中,电灯延时点亮的时间长短,主要由电容器C2、电阻器R2的数值大小确定,此外还与光电三极管VT的光电变化参数以及单向晶闸管VS的最小触发电流大小有关。按图选用元件,实测延时时间为1~1.5min。整个开关电路自身耗电甚微,实测总电流为0.13mA左右。

2.4.2 元器件选择

VS选用MCR100-8(额定正向平均电流0.8A,额定工作电压600V)或BT169D(1A、400V)、CR1AM-6(1A、400V)小型塑封单向晶闸管,其外形和引脚排列参见图1-17,要求门极触发电流≤20μA。

VT用3DU32型硅光电三极管。VD1、VD3分别用1N4004(最大整流电流1A,最高反向工作电压400V)和1N4001(1A、50V)型硅整流二极管,VD2用24V、0.25W普通硅稳压二极管,如1N4116或2CW66型等。

R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜电阻器。C1、C2用CD11-25V型电解电容器。

2.4.3 制作与使用

图2-11为光控延时壁灯开关的印制电路板接线图。印制电路板实际尺寸约为35mm×25mm。

图2-11 光控延时壁灯开关印制电路板图

焊接好的电路板直接装入所控壁灯(或床头灯、台灯)的座腔内,并按图2-10所示,通过a、b、c三根引线头与所控电灯电路正确相接。光电三极管VT应伸出灯座外固定,要求既能避开自身灯光照射,又能良好接受室内其他常用照明灯直射。

新增光控延时开关只要元器件质量有保证、焊接无误,一般无须调试即可正常工作。如果嫌电灯每次延时照亮的时间太长(或太短),可通过适当减小(或增大)电容器C2或电阻器R2的参数来加以调节。如果电灯在延时熄灭前出现严重闪烁、甚至无法熄灭现象,一般多是由光电三极管VT受到不易被人发觉的灯光反射光所引起,只要重新调整一下光电三极管VT的安装位置或角度(必要时可加装一段黑色塑料管),便可排除故障。

使用时注意:此光控延时开关只适合控制标称功率为300W以内的白炽灯,不可用于控制日光灯或其他感性负载,否则会损坏电感器具与开关内部的单向晶闸管。安装或调节光控延时开关电路前,必须先断开220V交流电的总电源开关,切记不要带电安装,谨防触电!