衆所周知，現代城市中的霓虹燈廣告牌，大多數隻在夜裡12點前起作用，子夜一過，街上行人稀少，就失去廣告的意義。本裝置能在天黑時自動接通霓虹燈廣告牌的電源，同時開始計時，隔4h(夏季)或6h(冬季)後，自動切斷電源，直到第二天夜幕降臨後再次通電循環，從而實現全自動無人控制，具有良好的節電和延長燈具使用壽命的功能。

此開關經長期使用，證明工作穩定可靠。由于其線路簡單、性價比高、實用性強，所以具備開發産品價值。

霓虹燈光控定時開關的電路如圖25-1所示，為便于說明原理繪出電燈H表示被控霓虹燈原有電路。整個開關電路由電源變換、光控開關、定時開關和交流無觸點開關四部分組成。要使交流無觸點開關接通(即H亮)，必須滿足光控和定時兩個控制開關都接通這個條件，缺一不可。

圖25-1 霓虹燈光控定時開關電路圖

接通電源，220V交流市電經電容器C7降壓限流、穩壓二極管VD1穩壓、整流二極管VD2半波整流和電容器C6濾波後，輸出約8.4V直流電壓，向光控和定時開關電路供電。“555”時基集成電路A1、光敏電阻RL等元器件組成了光控開關，這裡時基集成電路A1實際上接成了典型光控施密特觸發器。白天，外界光線較強，光敏電阻器RL呈低電阻，時基集成電路A1的第2、6腳輸入電壓>2/3Vcc(Vcc≈8.4V)，其第3腳輸出低電平，使後面的數字集成電路A2和晶體三極管VT無電不工作，雙向晶閘管VS無觸發電流而阻斷，被控霓虹燈H不亮;晚上，光敏電阻器RL失去外界光照呈高電阻，使時基集成電路A1的第2、6腳輸入電壓<1/3Vcc，其第3腳輸出跳變為高電平，數字集成電路A2及晶體三極管VT才得以通電進入工作狀态。

數字集成電路A2是一片帶振蕩器的14位二進制串行計數/分頻器，它與外圍的電容器C4、電阻器R3～R5等構成了振蕩電路，可産生定時用的計數時鐘脈沖。每當時基集成電路A1的第3腳輸出高電平瞬間，通過電容器C4和電阻器R2的作用，可在數字集成電路A2的第12腳(複位信号輸入端)産生一正尖脈沖，觸發數字集成電路A2自動清零，振蕩電路工作并開始計數。此時，數字集成電路A2的第3腳(Q14端)輸出低電平，晶體三極管VT獲得偏流導通，雙向晶閘管VS經電阻器R7獲得合适觸發電流而開通，霓虹燈H通電發光。經過一段時間(定時時間)，數字集成電路A2計數達到213=8192個脈沖後，其第3腳輸出跳變為高電乎，晶體三極管VT、雙向晶閘管VS先後失去偏流和觸發電流而截止，霓虹燈H斷電熄滅。與此同時，數字集成電路A2的第3腳所輸出的高電平，經隔離二極管VD3加至脈沖輸入端第11腳，使該端恒為高電平，強制振蕩、計數電路停止工作，并使電路狀态一直保持到天亮數字集成電路A2斷電為止。

電路中，電阻器R1、電容器C1組成抗光幹擾延遲電路，以防止夜晚短瞬光線(雷電閃光、車輛燈光等)幹擾被控燈正常工作。由于時基集成電路A1構成的施密特觸發器具有1/3Vcc的回差電壓，從而有效避免了被控燈在開關臨界狀态下的閃亮。霓虹燈每晚延時點亮的時間由公式t≈2.3N(R4 R3)C5進行估算，N為定時系數。本電路數字集成電路A2的輸出端選第3腳(Q14端)，定時系數N應為8192。這樣，當定時選擇開關SA斷開時，每次定時時間約為6h，适合冬季夜晚;當定時選擇開關SA閉合時，每次定時時間約4h，适合夏季夜晚。壓敏電阻器RV并聯在雙向晶閘管VS兩端，它能有效地消除電網中各種尖峰和霓虹燈升壓變壓器産生的感應電壓，保護雙向晶閘管VS不因過壓而擊穿損壞。

本制作共用了27個元器件(不含霓虹燈部分)，備料清單見表25。

表25 元器件清單

續表

A1選用NE555或LM555、5G1555等型“555”時基集成電路，它是一種模拟、數字混合集成電路，采用雙列8腳直插式封裝(DIP-8),其引腳功能及排列見圖15-2;A2選用CD4060或CC4060、MC14060型帶振蕩器的14位二進制串行計數/分頻器數字集成電路，它采用雙列16腳直插式封裝(DIP-16)。

VS選用BT137(額定通态電流IT=8A、斷态重複峰值電壓UDRM≥600V)或T0805(8A、500V)型雙向晶閘管，其外形和引腳排列見圖20-2，要求門極觸發電流≤10mA，滿負載使用時須加裝鋁散熱闆。

VT用9015(集電極最大允許電流ICM=-0.1A，集電極最大允許功耗PCM=310mW)或3CG21型矽PNP三極管，要求電流放大系數β>80。VD1用穩定電壓是9.1V、最大耗散功率是1W的普通矽穩壓二極管，如1N4739、1N1770、2CW107型等;VD2用1N4001或1N4004、1N4007型矽整流二極管;VD3用1N4148型矽開關二極管。

RL用MG44-03型塑封光敏電阻器，其他亮阻≤5kΩ、暗阻≥1MΩ的光敏電阻也可代用。RV用MYG471型氧化鋅壓敏電阻器，要求峰值電流≥100A。RP用WS-2型自鎖式有機實芯微調電位器，标稱阻值取220kΩ。如采用3386型精密可調式電位器，則效果更佳。R1～R8均用RTX-1/8W型碳膜電阻器，标稱阻值依次為100kΩ、15kΩ、1MΩ、2MΩ、5.1MΩ、30kΩ、510Ω和470kΩ。

C1、C3、C6用CD11-16V型電解電容器，标稱容量分别為100μF、47μF和470μF;C2用CT1型瓷介電容器，标稱容量為0.01μF;C4、C5用CT4D型獨石電容器，标稱容量分别為0.68μF和0.39μF;C7用優質CBB22-630V型聚丙烯電容器，标稱容量為0.68μF。

SA用KNX-1×1型鈕子開關，也可用小型船形開關、小型撥動開關等。X1～X4為電工常用的四眼膠木(或瓷質)接線端子。

圖25-2所示為該霓虹燈光控定時開關的印制電路闆焊接圖。印制電路闆最好采用環氧基質單面銅箔闆制作，實際尺寸約為90mm×40mm。印制電路闆也可直接采用相同大小的單孔環氧基質“洞洞闆”，并充分利用元器件引腳飛線連接，以省去加工專用印制電路闆的麻煩。焊接時，數字集成電路A2放在最後面焊接，并且要求電烙鐵外殼應良好接地，以免交流電感應電壓或靜電擊穿數字集成電路A2内部的CMOS電路!

圖25-2 霓虹燈光控定時開關印制電路闆圖

焊接好的電路闆裝入一體積合适的絕緣密閉小盒内，并在盒面闆開孔固定定時選擇開關SA及接線端子X1～X4;盒面闆正對電路闆上光敏電阻器RL和微調電位器RP的位置處，應分别開出感光窗口(粘一塊透明有機玻璃片或塑料片防塵)和調節小孔。最後，微調電位器RP的調節孔和接線端子X1～X4還要用絕緣蓋罩住。

此光控定時開關在實際使用時應避開風雨侵蝕和燈光直射處，選擇在光敏電阻器RL感受自然光良好的地方固定。整個電路一般僅需調試光控靈敏度調節微調電位器RP，即可正常工作。具體方法是：在夜幕降臨、需要給霓虹燈通電的環境下，用小螺絲刀由大往小緩慢調節微調電位器RP的阻值，使霓虹燈剛好發光為止。調試時，微調電位器RP的阻值改變一定要一點一點緩慢進行，以避免延時電容器C1造成的反應遲鈍影響。如果調試時仍感不便，可事先斷開電容器C1的一腳，待調試好微調電位器RP後再焊回去。如嫌霓虹燈每次點亮時間太短(或太長)，可通過适當增大(或減小)電容器C5的容量或者電阻器R4、R3的阻值加以調節。調試時注意：由于整個電路與220V市電相通，所以要特别注意安全，謹防觸電!

順便一提，此開關除用于控制霓虹燈外，還可用于控制普通廣告燈、閱報欄照明燈和機關單位的路燈等。如作“家庭迷惑性燈光”控制，即使主人長期外出，小偷總以為家裡每天有人，而不敢貿然入室行竊。

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