自動調光、調速及調溫多用器

目前,調光、調速及調溫的電器用具,即便採用了無觸點(即無級)調整方法,但多數仍為手動操作,顯得麻煩。本文介紹的自動調光、調速及調溫多用器,可採用觸摸式、感應式及紅外遙控式或光控式等方法,實現自動調光、調速或調溫。選用上述方法時,只要間斷地連續發出信號,多用器便可實現低速到高速、暗到亮、低溫到高溫的改變。

現將自動調光、調速及調溫多用器介紹如下,供讀者選用與開拓。

1.電路工作原理

自動調光、調速及調溫多用器的電路如圖50—1所示,它的核心部件,是光控集成電路和十進制計數集成電路。

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圖50-1

現以調光電路說明其電路工作原理。

聲控集成電路IC1的特點,是當IC1的輸入端 腳送入觸發控制信號時,IC1的輸出端 腳便輸出高電平,該電平為IC2的觸發計數信號;若再給IC1輸入一個觸發控制信號時,IC1的輸出端便會由高電平轉為低電平。這樣,無論多用器的輸入信號採用何種方式,只要每發出一個觸發信號,就相當于IC2輸入端CP輸入一個計數脈衝信號,燈泡ZD的亮度就會隨之改變一個檔位。當觸發信號,使IC2的輸出端為Q0高電平時,由于該輸出端未接入IC2的觸發電路,便成為電源斷開檔,燈泡ZD不亮。此時,若再向多用器不斷地輸入觸發信號時,則燈泡ZD就會隨著Q1∼Q9的輸出順序,依次點亮或變暗。

圖中為觸摸式開關,當用手觸摸一下金屬片M時,在I1C的輸出端 腳送出一個高電平給IC2的CP端,使燈泡ZD的亮度隨之變換一個檔位;當再用手觸摸一次金屬片M,IC1輸出端 腳由高電平轉為低電平,燈泡亮度不變;若再觸摸M一次,燈泡亮度又隨之變換一個檔位。

計數集成電路IC2的原理是:當觸發信號送至CP端時,其輸出端Q0~Q9便依次輸出高電平,其高電平經降壓電阻降壓、限流後輸送到光電耦合器PC的輸入端。光電耦合器輸出端的控制信號是隨輸入端信號的變化而變化。輸出的控制信號加至雙向可控矽SCR的控制極,使可控矽SCR的導通角改變,從而改變了加在負載燈泡上的工作電壓,實現自動調光。

適當地調節R5∼R13的阻值,即可改變觸發信號的強弱進而改變了雙向可控矽SCR的導通角,使加在燈泡ZD兩端的電壓隨之變化,燈泡亮度隨之相應改變。

當採用圖50—2所示紅外線發射器遙控電路時,圖50—1中的IC1部分可以去掉不用。當紅外線光照射到紅外線接收二極管LED上時,LED接收到的紅外信號使三極管BG導通,在BG的發射極便輸出觸發電壓送至IC2的CP端,使IC2的輸出端送給光電耦合器PC一個觸發脈衝;當無紅外線光照射到LED時,BG管截止,其發射極無信號電壓輸出。這樣,紅外線發射器每照射LED一次,就相當于向IC2的輸入端CP送入一個計數脈衝信號,使燈泡的亮度隨之改變一個檔位。

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圖50-2

控制電路也可以採用手電筒照射光電二極管、光敏三極管或光敏電阻,但只適于夜晚。也可以採用感應臨近式控制電路或無線發射遙控電路。

2.元件選擇與製作

IC1為聲控集成電路,可選用北京半導體器件三廠生產的SK I型聲控集成電路。

IC2為十進制計數、十段譯碼集成電路,可選用北京前門器件廠生產的C4017型十進計數、十段譯碼集成電路,也可選用C187型或進口CD4017型。

PC為光電耦合器,可選用4N25或PP04。

紅外線發射管LED1∼LED3為中功率砷化鎵紅外發光管,選用HG506型,其發光功率在70∼100mW。

紅外線接收二極管LED,選用PH302型或其它任意型號。

電源變壓器B為12V降壓變壓器,也可採用電容降壓方法獲得所需工作電壓。

D1∼D15為半導體二極管,選用2CP12或IN4001。

DW為穩壓二極管,選用2CW21型。

SCR為雙向可控矽,規格是3A/600V。

R1、R21MΩR315kΩ

R410kΩR22Ω

R5∼R1347kΩBG3DG6或9014,β>100

C10.1μFC20.01μF

C310μFC4470μF

紅外線接收管LED應安裝在調光盒面上,為提高電路的靈敏度,前面最好加有聚光鏡,使其感光面積盡量大些。紅外線發射管LED1∼LED3也應安裝在外射器盒體上且外露,使紅外線信號很容易地照在接收管上。

觸摸感應板面積不必太大,用φ10∼15mm的金屬薄板製作即可。

觸摸功能不需調試即可工作。

採用紅外線發射器遙控時,需調試遙控功能和觸發電路。調試時,將K斷開,用萬用表直流檔檢測BG管的發射極對地電壓,調節電阻R3的阻值,使BG發射極對地電壓在無紅外線信號照射時約為“0”伏;有紅外線信號照射時其電壓接近電源電壓。

觸發電路是確定各限流電阻R5∼R13的阻值。調試方法是,按動紅外發射器的電源開關AN或觸摸感應片M,使Q1端輸出高電平,然後調節電阻R6,使燈泡ZD加有一定的端電壓(如100V);再按動開關AN使Q2端輸出高電平,調節電阻R2,使燈泡的端電壓增高(如115V);依此調法類推,即可使燈泡從設定的低壓到額定電壓之間進行變化,從而改變燈泡亮度。

自動調光、調速及調溫多用器印刷電路如圖50—3所示。

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圖50-3

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