创意控制类电子制作80例
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2.3 延时关灯控制器

给普通电灯开关(尤其是位置不易变动的壁式开关)加装下面介绍的延时关灯控制器,可使其具有延时关灯功能,它能给我们的生活带来许多方便。如果将它安装于卧室中,晚上睡觉前我们就不用在关灯后摸黑上床;用于客厅、厨房等房间,可以使人在关掉灯开关后不必摸黑出房门。

该延时关灯控制器成本低,制作和安装使用也都很简单,大家不妨动手试一试。

2.3.1 工作原理

延时关灯控制器的电路如图2-7虚线右边所示,虚线左边是为便于说明原理而绘出的被控照明电灯原有电路。延时关灯控制器通过a、b两根电线跨接在照明电灯原有手动开关SA两端。

图2-7 延时关灯控制器电路图

闭合手动开关SA,电灯H通电正常发光。断开手动开关SA后,单向晶闸管VS通过限流电阻器R3获得了合适的触发电流而开通,电灯H并不因断开手动开关SA而马上熄灭。单向晶闸管VS的主回路中串入了稳压二极管VD5,使得VS开通后的管压降(约0.8V)和VD5稳压值相加产生约3.8V电压。此电压经电阻器R1对电容器C充电,使其两端电压不断上升。经过一段时间(延时时间),电容器C两端充电电压达到0.65V以上,晶体三极管VT获得合适偏压而导通,从而将单向晶闸管VS的触发端短路,使单向晶闸管VS失去合适触发电流而在交流电过零时关断,电灯H自动断电熄灭。此时,延时关灯控制器自身耗电甚微,实测总电流小于77μA。当再次闭合手动开关SA时,电灯H发光;同时,电容器C两端所充电荷通过电阻器R2很快泄放掉,为下一次延时关灯做好准备。

电路中,延时关灯的时间长短,主要由电容器C和电阻器R1、R2的参数大小决定。如果按图2-7所标参数选择元器件,实测每次延时关灯的时间约为30s。

2.3.2 元器件选择

VS选用MCR100-6(额定正向平均电流0.8A,额定工作电压400V)或BT169D(1A、400V)、CR1AM-6(1A、400V)小型塑封单向晶闸管,要求控制极(也叫门极)触发电流Ig≤30μA。这几种单向晶闸管的外形如同普通塑料封装小功率三极管,其实物外形和引脚排列参见图1-17,制作时注意不要接错引脚。

VT用9014(集电极最大允许电流ICM=0.1A,集电极最大允许功耗PCM= 310mW)或3DG8型硅NPN小功率三极管,要求电流放大系数b>100。VD1~ VD4均用1N4004型硅整流二极管;VD5用3V、1W硅稳压二极管,如2CW101、1N4727型等。

电容器C用CD11-10V型电解电容器。电阻器R1~R3一律用RTX-1/8W型碳膜电阻器。

2.3.3 制作与使用

图2-8为该延时关灯控制器的印制电路板接线图。印制电路板用刀刻法制作,实际尺寸约为30mm×20mm。

图2-8 延时关灯控制器印制电路板图

焊接好的电路板可直接接入欲控制照明电灯的电源开关两端,要求被控电灯只能是白炽灯泡,且总功率不得超过60W。当然在正式加装前,必须首先断开220V交流电的总电源开关,严禁带电加装!如果所接的开关是壁式开关,可将电路板直接装进壁式开关的接线暗盒内,其a、b引线头不分次序并接在开关的两个接线柱上。如果是拉线开关,则应按照图2-9所示,先将电路板装入一体积合适的绝缘密闭小盒内,然后将a、b引线头接开关两接线端即可。

图2-9 延时关灯控制器外形图

本延时关灯控制器电路简洁、设计合理,只要焊接无误,无须任何调试便能正常工作。如果嫌延时关灯时间太短,可通过适当增大电容器C的容量来加以调节;如果嫌延时关灯时间太长,可通过适当减小电容器C的容量来加以调节。