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光控定时照明灯
类别:显示与光电  
 
本例介绍的光控定时照明灯,适宜阅报栏自动灯光控制等,它在夜幕降临时会自动点亮报栏灯光,便于人们阅读。在后半夜,行人稀少时,它会自动关闭灯光,以节约电能。

工作原理

光控定时照明灯的电路如图1一3所示,它由光控、定时、晶闸管开关及电源等几部分电路组成。

220V交流电经电容C1降压、VD1整流、VD2稳压后在电容C2两端可获得12V直流电压,以供IC1(NE555)时基集成电路用电。IC1与光敏电阻RL、电位器RP1、电阻器R2等构成光控电路,其工作原理与例2完全相同。白天,RL呈现低电阻,IC1处于复位状态,其输出端3脚输出低电平,所以后级的定时器IC2与三极管VT失电不工作,晶闸管VS因无触发电流而处于关断状,报栏灯EL不亮。

当夜幕来临时,RL呈现高电阻,时基集成电路IC1翻转置位,3脚输出高电平,定时器IC2开始计时,因定时时间未到,其输出端8为低电平,VT截止,其集电极输出高电平,即晶闸管 VS的控制极可通过R6获得正向触发电流而开通,灯EL点亮。当定时时间一到.IC2的第8脚输出高电平,三极管V1'导通,VS失去触发电流,当交流电过零时即关断,灯EL熄灭。

IC2(CD4541)是一种CMOS可编程定时集成电路,当外接电位器RP2和电容C6的数值确定后,即确定其内部振荡器的振荡频率。CD4541选用14脚双列直插式塑料封装,各引出脚主要功能如下:1、2脚分别是外接振荡电阻与电容端;3脚是外接电阻稳定频率端;4脚与11脚为空脚;5脚为复位端,它接低电平时可达到自动复位,接高电平时可实现自动复位禁止;6脚为定时器工作状态端,它接低电平时定时器工作,‘接高电平时定时器复位;9脚电平的高低决定初始状态下输出端8脚的电平高低,当9脚接低电平,输出端8脚复位后为低电平,反之亦然;10脚为定时方式选择端,它接高电平时为循环定时工作方式,接低电平为单定时工作方式;12与13脚为编程端,改变这两脚的电平方式,可获得不同的计数器定时级数,当12脚接低电平时且13脚也接低电平,定时系数n为4096,当12脚接低电平且13脚接高电平时,定时系数n为512,当12脚接高电平且13脚接低电平,定时系数n为128,当12, 13脚都接高电平时,定时系数n为327680定时器IC2的工作过程是:当夜幕来临,IC1置位3脚输出高电平时,CD4541即接通电源,由于CD4541第9脚接低电平,其复位状态时输出端8脚为低电平,所以使得VT截止,

VS可通过R6而开通。当设置的定时时间一到,CD4541输出端8脚由低电平跳变到高电平,VT导通,所以关闭了晶闸管VS。调节电位器RP2,可以获得不同的定时时间。由于本电路12, 13脚都接高电平时,定时系数n为32768。所以调节RP2最长可获得9h的定时时间,足够可使电灯在后半夜关闭。

元器件选择

IC 1选用NE555, μA555、SI,555等时基集成电路;IC2选用CD4541型可编程定时集成电路;VDl选用1 N4004型硅整流二极管; VD2选用0.5W、12V稳压二极管,如2CW60一12V或一N5242, 1N6242B, 1N6002、2CW5242、UZ - 12B型等。VD3为普通红色发光二极管,它主要用来指示时基集成电路的工作状态,以方便调试。

VT选用9013或8050、3DG12型等硅NPN中功率三极管,要求电流放大系数β>100;VS选用MAC97A6小型塑封双向晶闸管,可驱动100W以下的白炽灯泡。如果驱动功率要求较大,可选用BT137 (8A/600V)、T0805 (8A/500V )型等双向晶闸管,要求控制极触发电流小于10mA,并应加装面积足够的铝质散热板。

RL要求选用亮阻<5 kΩ,暗阻>1 MΩ的光敏电阻器,如MG44一03, MG45一13型等;RP1、RP2选用WS型小型精密电位器;R1,~ R6选用RTX一1/8W型碳膜电阻器。

C1要求选用CBB一400V型聚丙烯电容器;C2、C3与C5选用CDI I一16V型电解电容器;C4选用CT1型瓷介电容器;C6最好选用精度较高的担电容器。

制作与调试

全部元器件安装在自制的印制电路板上,并将整个电路板藏匿在报栏上部灯箱里,使其免受雨、雪侵蚀。光敏电阻器RL用透光玻璃瓶密封,将受光面方向伸出报栏雨罩指向天空,让其充分感受自然光线(必须要避开报栏的自身光线照射)。

安装好后首先调整RP1,使电路在需要开灯的环境下使IC1翻转置位,即VD3发光。如果已接好了电灯,则灯EL应点亮发光。定时时间可通过P2调整确定,也可以通过计算确定RP2的阻值,然后用固定电阻取代RP2.