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光控定时 照明灯
类别:传感与控制  
 
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原理图如图所示,它由光控、定时、晶闸管开关及电源等几部分电路组成。

220V交流电经电容器C1降压、VD整流、VS稳压后在电容C2两端可获得12V直流电压,以供IC 1 (NE555 )时基集成电路用电。IC1与光敏电阻器RL,电位器RP1、电阻器R2等构成光控电路,其工作原理与例27完全相同。白天,RL呈低电阻,ICi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与晶体管VT失电不工作,晶闸管VTI-I因无触发电流而处于关断状态,报栏灯EL不亮。

当夜幕来临时,RL呈高电阻,.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VTH的门极可通过R6获得正向触发电流而导通,灯EL点亮。当定时时间一到,IC2的8脚输出高电平,晶体管VT导通,V'田失去触发电流,当交流电过零时即关断,灯EL熄灭。

IC2(CD4541)是一种CMOS可编程序定时集成电路,当外接电位器R刃和电容器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:1、2脚分别是外接振荡电阻器与电容器端;3脚是外接电阻器稳定频率端;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脚接低电平时其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32768.

定时器IC2的工作过程是,当夜幕来临,ICl置位3脚输出高电平时,CD4541即接通电源,由于CD4541 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,VTH可通过R6而导通。当设置的定时时间一到,CD4541的输出端8脚由低电平跳变到高电平,VT导通,所以关闭了晶闸管VTHo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,可使电灯在后半夜关闭。

元器件选择

IC1选用NE555、pcA555或SI555等时基集成电路;IC2选用CD4541可编程序定时集成电路。

VD选用I N4004型硅整流二极管;VS选用0.5W、12V稳压二极管,如2CW60-12V或1 N5242、1 N6242B1N6002、2CW5242、UZ一2B等型号。VL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中功率晶体管,要求电流放大系数β>100; VTH选用MAC97A6小型塑料封装双向晶闸管,可驱动IOOW以下的白炽灯。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;若要求门极触发电流小于lOmA,并应加装面积足够的铝质散热板。

RL要求选用亮阻不大于5价,赔阻不小于1Mn的光敏电阻器,如MG44-03, MG45-13等型号;BPl、RP2选用WS型小型精密电位器;RI一R6选用RTX-1/8W碳膜电阻器;CI要求选用CBB-400V型聚丙烯电容器;C2、C3与C5选用CDI1-16V型电解电容器;C4选用CT1型陶瓷介质电容器;C6最好选用精度较高的担电容器。