创意控制类电子制作80例
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1.2 节能型壁式灯开关

这里介绍的节能型壁式灯开关实物外形如图1-9所示,它能够控制白炽灯(也叫钨丝灯泡)发出两种不同的亮光来,具有使用方便和节约电能的效果。

图1-9 节能型壁式灯开关外形图

该节能型壁式灯开关构思巧妙、制作简单、便于推广。但需要事先警告的是,本制作涉及220V交流电,为了确保人身安全,制作者必须具备一定的电工实际操作能力,才能将制作成功的壁式灯开关接入到照明电路中去应用,否则必须要有电工现场指导,才能进行安装应用。

1.2.1 工作原理

节能型壁式灯开关的电路如图1-10虚线框内所示,其中H是为了便于说明原理而绘出的被控白炽灯。H既可以是单只白炽灯泡,也可以是由数只白炽灯泡并联而构成的豪华吊灯或其他灯具。

图1-10 节能型壁式灯开关电路图

整个节能型壁式灯开关仅由双路壁式开关(包含开关SA1、SA2)和晶体二极管VD构成。当电源开关SA1打开时,被控白炽灯H断电不发光;当电源开关SA1闭合而调光开关SA2打开时,220V交流电通过晶体二极管VD半波整流,给白炽灯H两端加上约99V半波脉动直流电压,使白炽灯H通电发出弱光,适合于家庭人们看电视、休息时用光;当电源开关SA1、调光开关SA2均闭合时,220V交流电直接加到白炽灯H两端,使白炽灯H发出正常亮光,适合于人们看书写字时用光。

电路中,由于白炽灯H在半波脉动电压下所消耗的实际电功率,仅为灯泡标称功率的一半左右,因此在弱光照明的状态下,被控电灯的节电效果明显。

1.2.2 元器件选择

该制作仅需要准备一只普通晶体二极管VD和一个成品交流电双路壁式开关,为方便初学者认识和选购,特给出图1-11所示的实物外形图。

图1-11 需要准备的元器件实物外形图

VD选用1N4004(最高反向工作电压400V)或1N4007(最高反向工作电压1000V)型普通塑封硅整流二极管,其最大整流电流为1A。用它制作的节能型壁式灯开关,可控制标称功率200W以内的白炽灯正常工作。如果VD选用最大整流电流为3A的1N5404或1N5405型普通塑封硅整流二极管,则可控制标称功率600W以内的白炽灯正常工作。

双路壁式交流电开关直接选购市售86系列产品,它包含两个独立的单刀单掷开关SA1和SA2,面板有两个开关按键,原本用于控制两路电灯或电器,购买时可不要搞错了。

1.2.3 动手制作

该制作非常简单,只要按照图1-12所示,在双路壁式交流电开关的背面,将晶体二极管VD的两端不分极性跨接在其中一个开关的两端,并通过一段适当长度、粗度的电线将两个开关的其中一端连接起来即可。连接时均不需要焊接,通过开关接线桩头上的螺钉紧固接头即可。

图1-12 节能型壁式灯开关的装配

按照图1-12(b)所示进行接线后,开关SA1就成为改造后节能型壁式灯开关的电源开关(对应图1-9中的“开关按键”),而并接有晶体二极管VD的开关SA2就成为调光开关(对应图1-9中的“调光按键”)。注意:SA1和SA2的非连接线端,便是图1-10中节能型壁式灯开关在使用时的对外接线桩X1和X2。

1.2.4 投入使用

装配成的节能型壁式灯开关,检查接线无误后,便可投入使用。该节能型壁式灯开关适合控制标称功率≤200W的普通照明用白炽灯(也叫钨丝灯泡),当然也可控制彩色白炽灯,它的接线方法与普通单路壁式开关完全相同,符合电工接线规范。实际安装时,只需把节能型壁式灯开关的两个接线端X1、X2,不分顺序串入被控白炽灯的相线(火线)一侧回路即可。具体接线可参考图1-10,安装口诀是“相线进开关,零线(地线)进灯头(指接白炽灯泡的专用灯头),接通开关和灯头”。安装时千万牢记:事前一定要断开照明电路的总闸开关,做到无电操作;安装结束后,再接通总闸开关,以确保人身安全!至于220V交流电相线和零线的区分,可在断电前用普通测电笔区分清楚。

由于该节能型壁式灯开关是以市售标准的86系列双路壁式交流电开关为座体,直接进行改制而成,因此在实际应用时不仅安全可靠,而且具有很好的通用性,用它可直接替换现有各种白炽灯电路的普通单刀单掷壁式开关,非常简便。

图1-13给出了用节能型壁式灯开关直接替代现有普通白炽灯单路(即单刀单掷)壁式开关的流程:首先,按照图1-13(a)所示,断开照明电路的总闸开关,做到无电安装;并按照图1-13(b)~(e)所示,拆除欲替换的普通单路壁式开关;然后,按照图1-13(f)~(i)所示,将原来接单路壁式开关的两根电线头,不分顺序,接在节能型壁式灯开关的接线桩X1和X2上;并重复拆除单路壁式开关的逆过程,安装好节能型壁式灯开关;最后,按照图1-13(j)所示,接通照明电路的总闸开关,恢复220V交流供电。这样,通过按动节能型壁式灯开关面板上的电源开关SA1按键,可控制白炽灯的亮灭;通过按动调光开关SA2按键,可控制白炽灯的亮度,从而实现亮度的两挡调节(“正常光”与“弱光”)和节约用电。

图1-13

图1-13 实际应用安装流程

最后提醒读者千万注意,本开关只能用于控制白炽灯,绝对不允许控制日光灯、H型节能灯或其他电感性器具,否则会严重损坏这些灯具或电器!