熊小剛

摘 要：設(shè)計(jì)一種電路采用自然光線對(duì)路燈進(jìn)行自動(dòng)控制，只在夜間將燈打開，白天自動(dòng)關(guān)閉，可用于工廠、機(jī)關(guān)及其他公共場所對(duì)路燈及廣場燈光的自動(dòng)控制，可免去專人管理，又可節(jié)約用電。本文主要闡述這個(gè)電路的結(jié)構(gòu)組成與工作原理。

關(guān)鍵詞：路燈;自動(dòng)光控;開關(guān)電路

一、電路結(jié)構(gòu)組成

電路組成如圖所示。

二、電路工作原理分析

本電路組成的光控開關(guān)既有高靈敏度，又有高可靠性和穩(wěn)定性。這是由于在電路中除了主控電路外，還附加了一個(gè)穩(wěn)定電路工作狀態(tài)的電路，該電路能在電路轉(zhuǎn)換的過程中加速電路的轉(zhuǎn)換，在電路轉(zhuǎn)換后又能增強(qiáng)電路的穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)電路穩(wěn)定后延遲一段時(shí)間自動(dòng)退出轉(zhuǎn)換過程，這個(gè)電路稱為“繼電器動(dòng)作閉鎖電路”。

該電路的主控電路（由IC1及其外圍元器件組成）是一個(gè)由555電路組成的特殊的R-S

觸發(fā)器，又稱為單端比較器，它是雙穩(wěn)態(tài)電路中的一種電路。該電路的特點(diǎn)是將電路的復(fù)位

端R（555電路的⑥腳）直接接至電源端，使其接至電路電源后一直保持高電平。電路的轉(zhuǎn)

換完全由它的S端（555電路的②腳）的電平狀態(tài)來決定。

IC2與其外圍元器件組成主控電路的附加電路，也就是“繼電器轉(zhuǎn)換鎖定電路”，該電路是一個(gè)由555電路組成的單穩(wěn)態(tài)電路。在平時(shí)，NE555 （IC2）的②腳在R4～R6的偏置下為高電平。又由于它的⑥腳通過R7連接至電源端，也為高電平。因此單穩(wěn)態(tài)電路IC2處于穩(wěn)態(tài)，輸出端③腳輸出低電平。IC2的輸出狀態(tài)又通過R8及繼電器Kl-l的觸點(diǎn)控制著VT1或VT2的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)電路的加速轉(zhuǎn)換與穩(wěn)定過程。

該電路受繼電器觸點(diǎn)Kl-2在轉(zhuǎn)換過程輸入的負(fù)向脈沖的觸發(fā)而翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)后輸出端③腳輸出高電平，并通過R8及Kl-l加至VT1或VT2的基極。.這時(shí)電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)延時(shí)過程，電源通過R7向C6充電，這一充電過程即電路轉(zhuǎn)換后的穩(wěn)定過程。按照電路中R7與C6的數(shù)值計(jì)算，約等于8分鐘，8分鐘后C6充電電壓上升至2VDD/3，電路再翻轉(zhuǎn)，輸出端恢復(fù)低電平。

IC1與其外圍元器件組成主控電路，它的輸出端接有控制繼電器K。IC1組成的是一個(gè)單端比較器，它的⑥腳直接接電源端，使其一直保持高電平。它的②腳作為主要控制端，通過Rl、RP及光敏電阻RG組成光控電路。Rv、Cl組成抗干擾電路，用來吸收外界輸入的干擾信號(hào)，，防止因雷電與電火花等造成電路的誤觸發(fā)。VT1、VT2及繼電器觸點(diǎn)Kl-l組成閉鎖控制轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)IC1的②腳輸入高電平時(shí)，Kl-l的1、、2觸點(diǎn)閉合，來自IC2的高電平使VT1導(dǎo)通，;、電源通過R2、VT1直接加至A點(diǎn)，增強(qiáng)并維持A點(diǎn)的高電平狀態(tài)。當(dāng)②腳輸入低電平時(shí)，Kl-l的1、3觸點(diǎn)閉合，來自IC2的高電平使VT2導(dǎo)通，使A點(diǎn)通過VT2接地，增強(qiáng)A點(diǎn)的低電平狀態(tài)。

電路的控制過程是這樣的：在白天，由于光照較強(qiáng)，光敏電阻RG的阻值較小，通過與Rl+RP的分壓，A點(diǎn)處于低電平，IC1輸出高電平，繼電器處于釋放狀態(tài)，它的觸點(diǎn)Kl-l及Kl-2的接觸狀態(tài)如圖4-22所示，即1、3觸點(diǎn)閉合，1、2觸點(diǎn)分離。

進(jìn)入夜晚后，由于光照減弱，RG阻值增大，通過與Rl-+RP的分壓，A點(diǎn)及l(fā)j點(diǎn)電壓升高。當(dāng)該電壓升至VDD/3時(shí)，IC1翻轉(zhuǎn)輸出低電平，繼電器K通電吸合，一方面接通路燈電源電路;另一方面使Kl-l及Kl-2的觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換，由原來的1、3觸點(diǎn)閉合，轉(zhuǎn)換為1、2觸點(diǎn)閉合。當(dāng)Kl-2轉(zhuǎn)換時(shí)，通過C4向IC2的②腳輸入一個(gè)低電平，IC2翻轉(zhuǎn)輸出高電平，這一高電平通過R8及Kl-l的1、2觸點(diǎn)加至VT1的基極，使VT1導(dǎo)通，VT1導(dǎo)通后，電源通過VT1加至A點(diǎn)，增強(qiáng)了IC1②腳的高電平狀態(tài)，加速并穩(wěn)定了電路的轉(zhuǎn)換。

當(dāng)夜間向白天轉(zhuǎn)變時(shí)，光敏電阻的阻值逐漸減小，當(dāng)減小到使Rl+RP與RG的分壓將A點(diǎn)電壓降至VDD/3以下時(shí)，IC1翻轉(zhuǎn)，輸出端輸出高電平使繼電器K釋放。這時(shí)，路燈電源被切斷，路燈滅。同時(shí)，Kl-l中的1、3觸點(diǎn)閉合，VT2導(dǎo)通，加速了電路的轉(zhuǎn)換與穩(wěn)定過程。對(duì)于Kl-2，則在由1、2觸點(diǎn)閉合向1、3觸點(diǎn)閉合轉(zhuǎn)換的過程中，向IC2的②腳輸入一個(gè)負(fù)向脈沖，使電路翻轉(zhuǎn)，輸出端輸出高電平并通過R8和Kl-2中的1、3觸點(diǎn)加至VT2的基極，使VT2導(dǎo)通，將A點(diǎn)通過VT2接地，增強(qiáng)了A點(diǎn)的負(fù)電位程度，也增強(qiáng)了IC1的穩(wěn)定程度。

電路組裝好后應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)試，正常后再投人工作，主要調(diào)試步驟為：先斷開R8與Cl，將R7用小阻值電阻代替，以減小延時(shí)時(shí)間，加速電路的調(diào)整過程。

在白天光線正常的情況下調(diào)節(jié)RP使繼電器K釋放，然后用黑色塑料膜將RG密封，使其置于夜間環(huán)境下，這時(shí)繼電器應(yīng)吸合。正常后再將RG的密封除去，這時(shí)繼電器應(yīng)釋放。

在調(diào)試過程中注意觀察指示燈LED2的狀態(tài)，每當(dāng)繼電器進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換后，LED2應(yīng)發(fā)光數(shù)秒，然后自動(dòng)熄滅。

如果調(diào)試過程均符合上述要求，電路就算調(diào)好。最后將斷開的元器件重新接好，將R7按要求阻值接入。

電路中所用繼電器應(yīng)選用工作電壓為12V、有4對(duì)觸點(diǎn)的小型繼電器，光敏電阻應(yīng)盡量選用暗阻與亮阻比較大的。