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自控型小夜灯的制作

作者:沉默的offer时间:2018-08-06

  如果有一盏自控型的高亮度、低功耗、长寿命小夜灯装在居室、卫生问或过道边,不但节能还可以省去人工控制的麻烦,在方便生活的同时定能感受到科技进步带来的乐趣。

  本人应用光控原理,用15只超高亮度LED等二些极普通的元器件设计制作成一款“光控高亮度LED节能小夜灯”,其采用造价极低的电容限流降压整流源及简单稳压电路为负载LED和光控电路供电。这款“LED小夜灯”能随环境亮度变化自动实现开与关:

  天暗时自动开启点亮;天亮或室内有其他主灯点亮时,它就立即自动关闭熄灭。该灯经首次设定调整好后使用中再也不需要重新调节,完全按事先.设定好的环境照度自动开和关,绝不会产生误动作。此外,该灯的功耗很低,约0.8W~1W(点亮时),其实际亮度可与目前市售标有“3W”的需用手动开关控制的小夜灯媲美。

  将带有L、N两孔电源插头的光控LED小夜灯插入电源插座,此时市电220V经C1限流、VD1~VD4整流、(33滤波使之变成平滑直流,再通过R3、VD10稳压后输出10V直流电压供给由RM、RP、555时基电路等组成的光控电路,假设此时是白天,由于光敏电阻RM受环境光线照射,其阻值急剧变小(约在2kΩ~10kΩ范围变化,视具体环境亮度而定)。它与RP组成的分压值使555输入端2、6脚获得较大分压值,当2、6脚电位≥2/3VDD(电源电压)即≥6.6V时,555的3脚输出为“0”电平,即固态继电器“SSR”输入端2、3脚的输入控制电压(电流)为“0”,则“SSR”输出端6、8脚截止断开,由C2、VD5~_VD8,C4等构成的另一组电容限流降压整流源因无交流220V。输入电压,负载得不到直流供电,故LED1~LED15关闭不亮。随着夜晚来临,环境光线逐渐由亮变睹,光敏电阻RM的阻值也逐渐由小变大(最大可变化到2MΩ~3MΩ,视具体环境暗度而定),使555输入端2、6脚电位逐渐下降,当该电位下降到≤1/3VDD即≤3.3V时,555输出端3脚输出高电平(约9V),它通过限流电阻R4向“SSR”输入端2、3脚注入6mA~8mA工作电流,此时“SSR”输出6、8脚由截止变为导通,交流220V经C2限流锁定到负载LED1~LED15所需电流值,经VD5~VD8整流,使之变成直流,再经C4.平滑滤波后加到负载两端,使LED1~LED15点亮发光。图1中VD9为48V瞬变电压抑制二极管,可拦截≥48V电压加到负载两端,确保LED安全运行,C6的作用是滤除窜入电源的频率较高的杂波,能防止附近洗衣机之类对电机工作时的电磁干扰。它的电源及控制电路印制板见上图,LED灯印制电路板见下图。

  焊接和调试(初调)

1.按图1正确焊接好图2、图3印制电路板中的所有元器件及相关连接导线,在焊接电位器时应事先将它的阻值调到中间值(100kΩ),并注意在印制电路板(图2)中的焊接位置,以确保该电位器顺时针方向转动时电阻增大,反时针方向转动时电阻减小(方便今后使用)。

  2.在图2印制电路板标有“L、N”

  处焊接一根带两眼插头的临时电源线(注意不要和相邻铜箔或其他元器件碰触)。

  3.在负载LED灯板电路中串联一只电流表(量程:20mA~50mA)。

  4.在仔细检查无错焊、漏焊、虚焊的基础上即可通电调试。具体方法如下:

  (1)将两眼插头插入交流220V电源插座(注:印制板上已带电,操作时要小心,切不可随便用手去碰触电路板和元器件以免触电,需要检查应先拔去电源插头)。此时,光敏电阻受环境光线照射。由图1工作原理可知,由于负载灯板上无直流工作电压,故LED熄灭不亮。

  (2)接着用一只不透光的笔套罩住光敏电阻RM(模拟暗环境),负载灯板两端因此而获得直流供电,LED立即被点亮发光,同时观察电流表读数,若在15mA一18mA之间即属正常范围。上述在光敏电阻上罩上笔套灯就亮、去掉笔套灯就灭的模拟试验,应反复多做几次,在确认光控功能正常和负载电流合适的情况下,调试即告结束。只要元器件质量保证,焊接正确可靠,一装即成。调试结束后拔去电源插头,在电路板上拆除临时电源线和电流表后即可作为合格备件供正式装配灯具之用(如感觉该灯的亮度太高,可将LED减少为10只,此时C2应改用0.22μF/400V,瞬变电压抑止二极管VD9应选用32V~35V,其他元器件不需变动)。

  灯具安装注意事项

1.安装使用时应将该灯装有光敏电阻的一面朝上插入电源插座,使它能充分接收环境光线照射。

  2.确保电源插座有电及该灯具插头和电源插座间接触良好。

  3.由于该灯亮度比较高,应尽量避免该灯自身光“反馈”的影响,即不要将该灯直接安装在距镜子或其他良好反射物很近的对面,否则由于该“光控灯”所发出的光通过镜子或其他反射物反射回来达到一定强度,被光敏电阻所接收而“起控”,可能会引起该灯进入自动熄灭→再点亮→再熄灭……的循环,产生闪烁的不稳定现象。

  六.灯具使用时的设定和调整(将该灯插入电源插座)1.当环境已比较明亮,而光控LED仍未自动关闭熄灭,此时可适当提高电位器RP与RM分压值,即提高555时基电路输入端2、6脚的电位,只须用钟表起子顺时针方向慢慢转动RP(增大RP阻值),边调节边观察,直到LED熄灭(为避开临界点,可将电位器稍稍调过头1圈~2圈)。

  2.当环境光线已很暗,但LED仍未自动点亮,说明555输入端电位比较高,555输出控制端3脚仍为“0”(低电平),“SSR”截止,导致负载没有工作电压,故LED不亮,此时应适当降低555输入端电位,可用起子反时针方向慢慢转动RP(减小电阻),边调边看,直到LED被点亮,并将RP调到稍稍过头1圈~2圈即可。

  3.简单复核一下该灯分别在“亮”和“暗”的两种照度情况下的开、关状态是否正常,可以模拟操作,用遮蔽物(钱币之类都可)人为盖住光敏电阻,LED应立即点亮,移开遮蔽物LED就立即熄灭,然后到晚上再试二次。即开启室内主灯时LED立即熄灭,再关闭室内主灯时LED应立即点亮,这样调整即告结束,可正式投入使用。

  灯壳制作(见圈)

1.灯罩。取用一段φ50ram,长80mm的PVC建材塑料管,两端用锉刀锉平,再用2mm~3mm厚白色有机玻璃加工两块直径各为50mm的圆片,用“101”瞬间粘接剂将上述两个圆片封粘在PVC塑料管两端(注;101比502胶水好用,干得快,粘得牢),待胶水干透(一般需3小时~4小时),用锉刀修去毛边,然后按图4一A虚线所示,用细牙钢锯纵向等分锯开,再用细砂皮打磨平整。这样,一下子就做成两个灯罩.(工艺上比单独加工一只方便),再取用其中一只灯罩。

  (1)在好罩内左右两侧分别粘接一只“柱头”见图4-A,(该柱头用3mm厚有机玻璃加工成8mm×10mm小方块两个,.并在“柱头”中间事先攻好φ2.5mm丝攻孔,以后装配时供固定LED灯板用),再在灯罩中间钻一个φ5mm的孔,供穿灯板导线用。

  (2)为增强反光效果,在灯罩内和LED灯板正面(即非铜箔面)都要粘接镜面贴纸,看上去像反光极好的“金属皮”,其实在电气上是绝缘的,故将它粘贴在灯板上LED的管脚间是不会产生短路的;12.电源盒。用2mm~3mm厚有机玻璃按图4-B加工,用“101”胶接,待干后修除毛边,用细砂皮打磨好粘接灯罩的爵弧(建议最好另截一段φ50mm塑料管作“圆模”,管外再包一层细砂纸,用它去打磨电源盒圆弧既快又精准,这样在胶接灯罩时会非常顺利和紧密无缝),然后将电源盒B和前面已加工好的灯罩A对准用“101”

  胶接,再在电源盒后盖处胶接四个后盏固定柱(即用3mm厚有机玻璃加工4个6mm×6mm的小方块,并在中间攻φ2.5mm丝攻孔,胶接在图4-B四角位置),加工好电源盒后盖板并在后盖上固定好电源插头片(用0.8mm~1mm厚、宽6mm铜皮条制作)。到此,灯壳制作就大功告成。接下去就可将前面已调试好的电源控制板和LED灯板分别装进电源盒B和灯罩A,连接好相关导线,并用φ2.5mm螺丝固定好电源板和灯板,再盖好电源盒盖板,用φ2.5mm平机螺丝拧紧,这样一款“熠熠生辉的”光控LED节能小夜灯就露出真容展现在你的面前。


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