我們學(xué)校有50個(gè)教學(xué)班，教學(xué)樓有15個(gè)教師辦公室。每個(gè)教室有11盞40W照明日光燈，每個(gè)辦公室還有2盞。這樣算下來，學(xué)校用于教學(xué)樓的照明用電為：

50×11×50W+15×2×50W=29000W(每盞燈的實(shí)際功耗約50W)，即有接近30KW的照明用電。由于學(xué)校一直沒有安排專人開關(guān)電燈，不管什么季節(jié)、什么天氣，自早晨開燈(6:00左右)，一直到晚自習(xí)下課(22:50左右)從不關(guān)燈。浪費(fèi)確實(shí)太大。很是令人心疼。

其實(shí)，每天7:30到晚自習(xí)上課18:30這段時(shí)間完全可以關(guān)燈。所以學(xué)校因教學(xué)樓照明一天浪費(fèi)的電能就有330度左右，按0.6元，度計(jì)算，每天多出電費(fèi)約200元，若一年在校300天，則每年學(xué)校要多支付6萬元的電費(fèi)，用它可以支助多少個(gè)貧寒學(xué)子啊!

在通用技術(shù)課上，老師為我們算了這筆帳，也為我們提出了一個(gè)設(shè)計(jì)課題，那就是為學(xué)校解決教學(xué)樓照明系統(tǒng)的長(zhǎng)明燈問題。同學(xué)們經(jīng)過思考，一致決定設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制電路，輔助白天的自動(dòng)關(guān)燈。后來，我們?cè)诶蠋煹挠H自指導(dǎo)下，為學(xué)校設(shè)計(jì)了教學(xué)樓照明系統(tǒng)自動(dòng)控制電路，經(jīng)實(shí)際使用證明，效果很好，現(xiàn)就設(shè)計(jì)制作等介紹如下。

一、電路原理圖

自動(dòng)控制電路原理圖如下圖所示：

該控制電路的執(zhí)行部分(JK21、JK22、JK23)串聯(lián)在總閘刀開關(guān)和照明電路之間。整個(gè)控制電路由環(huán)境光照檢測(cè)、電壓比較輸出、防干擾電路、控制執(zhí)行電路和電源電路等幾部分組成。

由R1及光敏電阻RG組成環(huán)境光照檢測(cè)電路，R2及RP提供比較電壓，LM386及外圍元件等組成比較電路(信號(hào)處理電路)，R3、R4及c4組成抗干擾電路，BG、兒、J2等組成控制執(zhí)行電路，B、QL、7809等組成控制電路的電源部分。

二、電路工作原理

RG是一個(gè)光敏電阻，它的阻值與光照強(qiáng)度有關(guān)，光照越強(qiáng)，阻值越小。當(dāng)清早開起照明部分的總閘刀開關(guān)時(shí)(控制電路的電源取自總開關(guān)之后，也因此得電工作)，由于環(huán)境光照還很弱，RG阻值很大，此時(shí)LM386的3腳電位高于2腳(3為同相輸入，2為反相輸入)，因此5腳輸出高電平、BG飽和導(dǎo)通(略有延時(shí))，兒得電吸合，其常開觸點(diǎn)JKll閉合，交流接觸器J2也因此得電吸合，它的三個(gè)常開觸點(diǎn)JK21、JK22、JK23閉合，接通整個(gè)照明系統(tǒng)。當(dāng)環(huán)境光照逐漸增強(qiáng)時(shí)，LM386的3腳電位也逐漸降低。當(dāng)該電位低于2腳時(shí)，LM386翻轉(zhuǎn)，即5腳輸出低電平，BG截止，J1、J2均釋放，JK21、JK22、JK23斷開，切斷照明系統(tǒng)的供電，達(dá)到了節(jié)電的目的。

傍晚時(shí)分，由于環(huán)境光照逐漸降低，RG阻值逐漸增大，LM386的3腳電位開始回升。當(dāng)環(huán)境光照降到一定程度時(shí)，RG的增大引起LM386的3腳電位再次高于2腳，5腳由低電位翻轉(zhuǎn)變成高電位，BG又飽和導(dǎo)通，恢復(fù)照明系統(tǒng)的供電，只有晚自習(xí)下課關(guān)斷總開關(guān)方可切斷供電。

電路中，由R3、R4、c4組成防干擾電路(R3可用一只二極管如1N4148替代)，它可防止黑暗中的突然閃光如閃電的干擾而突然終止供電的麻煩。當(dāng)出現(xiàn)閃電等短時(shí)間閃光時(shí)，LM386短時(shí)間輸出低電平，但C4兩端電壓不突變。在一定時(shí)間內(nèi)繼續(xù)維持BG導(dǎo)通而保證供電不因突然閃光而中斷。

電路中，在JKll兩端設(shè)置了一個(gè)按鈕開關(guān)AN，其作用是方便白天因維修等作業(yè)需要強(qiáng)行供電的需要。當(dāng)按下AN時(shí)，控制電路便不起作用，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)行供電(平時(shí)AN應(yīng)處于斷開狀態(tài))。并聯(lián)的C7(0.001U1KV)是用來吸收因兒斷電產(chǎn)生的高壓脈沖而保護(hù)觸點(diǎn)。

三、元件選擇、安裝調(diào)試等注意事項(xiàng)

所有電阻用1/4W碳膜即可，電容耐壓應(yīng)為16V以上，ICl也可用其他電壓比較器，BG的放大倍數(shù)不應(yīng)低于100，Jl為6-9V直流繼電器。觸點(diǎn)應(yīng)能承受250V以上的交流電壓，交流接觸器的觸點(diǎn)容量不應(yīng)小于IOOA，電源變壓器B是一個(gè)對(duì)安全十分重要的元件，電路耗電雖然不大，但因長(zhǎng)期通電，故容量不應(yīng)小于10VA。其余元件及參數(shù)見圖中標(biāo)注。

安裝時(shí)，光敏電阻應(yīng)裝在一個(gè)不透光的圓筒中，一端用一塊圓玻璃片封裝，以防雜散光源干擾和雨水的影響。該圓筒玻璃窗口向上豎直安裝在教學(xué)樓頂，再用細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)線引至控制電路。電路的調(diào)試主要是確定環(huán)境光照達(dá)到什么程度時(shí)接通或切斷供電，這可通過調(diào)節(jié)RP來實(shí)現(xiàn)。調(diào)定后，建議用一阻值接近的固定電阻來代替RP，以防日后RP變值影響控制電路的參數(shù)。

(指導(dǎo)老師：閭松茂 楊金耿)