各學校的教室照明燈平常隻在學生上晚自習時使用,每天開、關燈時間是準确一緻的,故可用這裡介紹的時控開關來實現無人自動控制。
該時控開關經實際應用,工作穩定可靠,它從根本上杜絕了工作人員不能按時開關燈現象,既确保了學校夜晚作息時間不受影響,又具有一定節電效果。
弄懂工作原理教室照明燈時控開關的電路如圖31-1所示。單向晶閘管VS1、VS2構成了雙穩态觸發器,利用虛線框内所示的電子表Ⅰ和Ⅱ所産生的鬧鈴信号分别作為單向晶閘管VS1、VS2的觸發信号,進而通過電磁繼電器K控制交流接觸器KM,最後由交流接觸器觸頭KM1、KM2完成對各教室照明燈H1~Hn(n為自然數)的亮滅控制。
圖31-1 教室照明燈時控開關電路圖
閉合電源開關SA1,220V交流市電經電源變壓器T降壓、晶體二極管VD1~VD4橋式整流和電容器C5濾波後,輸出約12V直流電壓,供控制電路工作用電。此時,單向晶閘管VS1、VS2因無觸發信号均處于截止狀态,電磁繼電器K和交流接觸器KM均無電不動作,被控照明燈H1~Hn不亮。晚上,當電子表Ⅰ按預定的時間報鬧時,取自表内壓電蜂鳴片BC1兩端的部分報鬧電信号經電容器C1耦合至單向晶閘管VS1的控制端,直接觸發單向晶閘管VS1導通,一方面使電容器C3、C4串聯構成的無極性電容器充上右正左負約12V的直流電壓;另一方面使電磁繼電器K通電動作,其常開觸點KH接通交流接觸器KM的電源,使交流接觸器KM兩觸頭KM1、KM2自動接通照明燈電路,被控照明燈H1~Hn通電發光。待熄燈時間到後,電子表Ⅱ報鬧,其部分報鬧信号經電容器C2耦合至單向晶閘管VS2的控制端,使單向晶閘管VS2受觸發導通,電容器C3、C4所充電壓反向加至單向晶閘管VS1的陽極與陰極之間,使單向晶閘管VS1陽極電位瞬間過零,于是單向晶閘管VS1關斷,電磁繼電器K及交流接觸器KM先後斷電釋放,被控照明燈H1~Hn熄滅;與此同時,電容器C3、C4被充上左正右負約12V直流電壓。當第二天晚上電子表Ⅰ再次報鬧時,單向晶閘管VS1又一次導通,電容器C3、C4反向充電,單向晶閘管VS2因陽極電位瞬間過零而關斷……如此反複,實現每天燈光無人操作自動準時控制。
電路中,SA1作為控制電路的電源開關,可以在節假日打開它,使被控照明燈H1~Hn不再定時通電工作。SA2為人工輔助開燈控制開關。每當遇到陰雨天或其他特殊情況需要開燈時,閉合開關SA2,可随時開亮被控照明燈H1~Hn;斷開開關SA2,則被控照明燈H1~Hn熄滅。
準備好元器件本制作共用了23個元器(部)件,備料清單見表31。
表31 元器件清單
電子表Ⅰ、Ⅱ選用具有報鬧功能的普通産品,要求不帶整點報時或具有整點報時“取消”功能。VS1、VS2宜采用觸發電流很小的塑封單向晶閘管,如MCR100-1、BT169D、CR1AM-6或2N6565型等,其實物引腳排列見圖4-4。VD1~VD4用1N4001或1N4007型矽整流二極管。
R1~R3均用RTX-1/8W型碳膜電阻器,标稱阻值依次為10kΩ、10kΩ和4.7kΩ。C1、C2用CT1型瓷介電容器,标稱容量均為0.022μF;C3~C5用CD11-16V型電解電容器,标稱容量依次為22μF、22μF和470μF。
SA1、SA2均用KNX-2W1D型單刀雙擲(僅用其中一擲)小型鈕子開關,也可用KNP1型船形開關。F用BGXP-1A型保險管,并配套BLX-1型機裝式保險管座。
K用JZC-22FA/012-1Z型超小型中功率電磁繼電器,其觸點負荷為3A×220V(交流),體積僅為22.5mm×16.5mm×16.5mm,可直接焊在印制電路闆上。KM用線圈工作電壓是220V的交流接觸器,其觸頭額定電流根據所控照明燈總功率大小來确定。如選擇觸頭額定電流為20A,則可控制4kW以内的照明燈,完全滿足一般學校的需要。T用輸入電壓是220V、輸出電壓是12V、額定功率≥3W的小型優質電源變壓器,要求長期通電運行不過熱。
制作與使用圖31-2所示為該教室照明燈時控開關的印制電路闆接線圖,印制電路闆實際尺寸約為60mm×40mm。印制電路闆也可直接采用相同大小的單孔“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,電路闆上的外引線頭1~4,應按照圖31-1所示分别接兩塊電子表内的壓電蜂鳴片BC1和BC2的兩端,注意電烙鐵外殼應良好接地,以免交流感應電壓擊穿表内CMOS大規模集成電路!焊接好的電路闆連同電源變壓器T裝入一絕緣小盒内,盒面闆固定電子表Ⅰ和Ⅱ,并開孔固定控制開關SA1、SA2和保險絲座。交流接觸器KM用雙股導線引出盒外,直接固定在配電室内電控闆空閑位置處,其常開觸頭KM1、KM2可直接并接在被控照明燈原有總閘開關的兩端,也可串入教室照明燈總回路中去。
圖31-2 教室照明燈時控開關印制電路闆圖
實際應用時,調電子表Ⅰ的報鬧時間,确定好晚上開燈時間;調電子表Ⅱ的報鬧時間,确定好熄燈時間。一般隻要元器件質量有保證,焊接無誤,即可滿意工作。順便指出:電子表使用一段時間後,應及時更換表内電池,以免表停而造成時控開關失靈。
該時控開關除用于控制教室照明燈外,還可用于控制公園、廣場、機關單位的路燈,廣告箱、閱報欄的照明燈,以及電視差轉機的總電源等。用于控制功率不大(≤500W)的廣告箱燈、閱報欄燈時,可省掉交流接觸器,直接用電磁繼電器K的常開觸點KH去控制負載燈即可。
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