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一款供电自动控制器的制作

作者:沉默的offer时间:2018-08-07浏览次数:262

  本文介绍一款供电自动控制器,该腔制器集手动、自动(光控、定时、雨控)于一体,能对招牌、广告牌,装饰、展示橱窗的饰灯或校园、居民小区的路灯等用电设施的供电,根据每天时段的需要进行自动(或人工)控制。无论是手动还是自动、工作还是待机,均能自动指示当前所处状态。为防止下雨时因负载或线路漏电浪费电能或发生危险,设有下雨自动断电功能,在待机状态下,输出和输入完全隔离。具有安全、节电、使用方便、电路简单、成本低廉等优点。

  电路原理
附图是该控制器电路原理图,图中s1是总电源开关,BX是保险丝,K2是由多位钮子开关构成的手动、自动功能转换开关,这里只用了其中的三组触点:K2b、K2c与K2a互反联动,即当K2a断开时,K2b、K2c闭合,K2a闭合时,K2b与K2c断开。变压器T、整流桥Z、12V三端稳压器ICl、发光二极管VD3和滤波电容C1~C4组成降压、整流、滤波和稳压电路。ICl输出12V的直流电压作为IC2等电路的工作电源。串联在ICl地回路中的发光二极管VD3用于自动工作状态指示,R13是VD3的偏置电阻。VD7用于手动工作状态指示,它利用在手动工作时,K2a断开后闲置的T初级绕组作为通路。发光二极管VD2用于待机状态指示,VD2与12V稳压二极管VDl及其分压电阻R12串联后并联在整流桥Z的输出端。IC2是常用的时基电路NE555,它与充电电阻Rl、放电电阻R2、R3、定时电容C5、二极管VD4组成了长延时充放电定时电路。IC2⑤脚内接NE555的上比较器,VD4的作用是把IC2内部上比较器的电压提高到仅比电源电压低O.7V,从而不必继续增大充放电回路的RC值,即可有效地延长充放电时间。为适应冬、夏季节昼夜长短不同的变化,在定时电路的充放电回路中设置了一只冬、夏季转换开关K3。R2、R3两只阻值不同,可通过转换K3选择R2或R3,以便获得两个不同的充放电时间。光控功能由IC2④脚到地之间的光敏电阻R7担任。三极管V及其偏置电阻R8是雨控电路。继电器K是自动工作时的功率器件,它受定时电路输出端的控制,继而控制其两组触点开关的通断。

  当功能开关置“手动”位置时,K2a断开,K2b、K2e闭合,220V市电经Sl、BX、K2b、K2c向负载供电,并联在市电输出回路中的“工作”状态指示发光二极管VD6通过其降压电阻R9发光,指示负载“工作”,同时,R10和R11、T的初级绕组分压后,使VD7导通发光:指示本控制器当前处于“手动”工作状态。另外相对于VD7而言,当交流电的负半周使其截止时,其偏置电阻R10同时为这一半周提供通路,保护VD7不被击穿和防止T的初级绕组形成反峰电压而发热、烧毁。

  VD7等电路工作时,T初级绕组上的压降和电流很小,次级感应电压不足以形成后面的工作电源。

  当功能开关置“自动”位置时,K2a闭合,K2b、K2c断开,220V市电通过K2a加到T的初级。R10、R11被K2a短路,VD7熄灭。T的次级感应出约15V电压经Z整流、C1、C2滤波、ICl输出12V直流电压的一路供IC2等电路工作;另一路经R1、K3、R2(或R3)给C5充电。由于C5的原因,此时,IC2的②、⑥脚为低电位,根据NE555的特性,此时其输出端③脚为高电位,电压约等于电源电压,继电器K吸合,其触点开关KJ1、KJ2接通,市电通过KJ1、KJ2供给负载,同时串联在ICl地回路中的VD3发光,指示“自动”工作状态。VD6通过R9发光指示正在“工作”。

  当C5上的电压上升到电源电压减去VD4上的压降即IC2的②、⑥脚为高电位时,根据NE555的特性,此时IC2内电路翻转,输出端③脚变为低电位,K失电释放,其触点开关KJl、KJ2断开,负载停止工作。“工作”指示VD6熄灭,C5上的电压开始通过R2(或R3)、K3、R4至IC2⑦脚内部三极管对地放电。由于K的释放,使电源负载变轻,Z输出端电压大于15V,VDl被击穿,VD2导通发光指示“待机”。此时VD3仍指示“自动”状态。

  当C5放电至IC2的②、⑥脚电压低于0.7V时,⑦脚内放电管截止,电路再次翻转,电源又通过Rl、K3、R2(或R3)为C5充电,同时⑨脚输出高电平、K吸合,负载通过KJ1、KJ2得电工作,VD6发光指示“工作”。此时Z输出端电压降至15V以下,“待机”指示VD2熄灭。

  IC2的工作状态即③脚电位的高低,还受到④脚的控制。④脚是:IC2的复位输入端(NE555具有复位优先功能),当复位输入端④脚的电压低于0.7V时,即处于复位状态,此时③脚无输出。在IC2的复位输入端④脚到地之间接人一只光敏电阻R7(或光敏二极管、三极管等光敏器件),当环境亮度高时,R7阻值很小,其压降远低于O.7V,IC2被复位,③脚无输出。环境亮度降低时,R7阻值增大,当它与R5、R6的分压上升至0.7V时,IC2的复位被解除,③脚输出高电位。

  改变R6的阻值,可以在±l小时内调节R7的起控时间。

  同样,利用NE555的复位优先功能,在IC2的复位输入端④脚到电源的两个分压电阻R5、R6之间对地接入了一只三极管V,V和其偏置电阻R8组成了本控制器中的雨控电路。R8用导线引至室外暴露处,使下雨时可以淋到它。:R8阻值较大,V平时不导通,对定时电路无影响,下雨时,R8上的雨水使其总电阻降为10kΩ左右,V正偏导通,R6上电压被V短路,使IC2④脚电压为零,IC2被复位,③脚变为低电位,K释放,其触点开关KJl、KJ2断开,切断220V市电输出。

  在自动工作状态下,当季节转换开关K3置“冬”位时,C5被充电的时间约为6小时,放电时间约为8小时,即在冬季,比如下午4点负载得电工作,6小时后自动关闭,8小时后又自动开始工作。天亮后,由于光控电路的作用将自动停止工作。当K3置于“夏”位时,C5的充电时间为4小时,放电时间为6.5小时。

  安装
组装时,把附图中除R7、R8、S1、K2、K3、VD2、VD3、VD6、VD7之外的全部元件,焊接在按附图原理制作的印刷线路板上,以备装入适当体积的机壳中。把功能开关K2、季节转换开关K3和发光二极管VD2、VD3、VD6、VD7有序设置在前面板预留孔处,并按附图上的作用标注相应字符,把各引脚用导线引至印刷板各相应端子焊接。用导线把光敏电阻R7从印刷板上引至机壳前面预留孔处,感光面朝外并与面板的平面平行。把V的偏置电阻R8用导线从印刷板相应端子上,通过安装引至室外使其暴露。把电源开关S1用导线引至机箱后部人手便于开关的位置固定。

 元件选择
变压器T的次级电压不可过高,V用小功率三极管,电阻全部选用1/4W金属膜电阻,电容耐压不小于25V。除已标注的元器件外其他元件无特殊要求。

  该控制器的负荷由电源开关S1、保险丝BX、功能开关K2控制,其功率由继电器K的触点电流决定。当用于控制路灯时,雨控电流不用。



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