一款供电自动控制器的制作

　　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。