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會(huì)員注冊(cè)關(guān)鍵字：光控開關(guān)電路，光控開關(guān)
作者：江蘇 雷振中
很多居民區(qū)或市民廣場都在草坪、綠地設(shè)有草坪燈，用于夜間亮化環(huán)境。但很多草坪燈的開關(guān)沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。現(xiàn)介紹一種光控開關(guān)，利用太陽光的強(qiáng)弱變化，使草坪燈自動(dòng)開啟和關(guān)閉。
一、工作原理
本光控開關(guān)如附圖所示，該電路由非晶硅電池（光電池）、繼電器、可調(diào)電阻、三極管、9V直流電源、手動(dòng)開關(guān)等構(gòu)成。繼電器主接點(diǎn)1、2為線圈接點(diǎn)，3、4接常閉觸點(diǎn)，3、5接常開觸點(diǎn)，其中3、4、5與負(fù)載電路相連。當(dāng)光照的光通量大于220 Lm時(shí)，將S處于閉合位置，電源電壓使三極管正偏導(dǎo)通，繼電器吸合，使控制負(fù)載的常閉觸點(diǎn)3、4斷開，常開觸點(diǎn)3、5閉合，使路燈或燈塔回路斷開，將其熄滅。當(dāng)遇著陰雨天，光照恰好在220 Lm以下值，且路燈處于熄滅狀態(tài)時(shí)，需要將復(fù)位開關(guān)S斷開，繼電器釋放，使電路恢復(fù)原始狀態(tài)。
二、元件選取
非晶硅電池采用6個(gè)導(dǎo)通單元，37.82cm2，引出正負(fù)極；繼電器采用高靈敏度的，其動(dòng)作電壓為9V，內(nèi)阻在300Ω～2kΩ均可用。
表1室外，下午2：00。光源：太陽(電氣參數(shù))
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光源 |
開路電壓 |
帶負(fù)載電壓 |
最小工作電壓(開路) |
最小電壓的電池面積 |
電池材料 |
最小導(dǎo)通單元數(shù) |
環(huán)境溫度 |
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太陽 |
4V |
1．2V |
2．3V |
18．9cme |
非晶硅 |
3個(gè) |
23℃ |
注：測試的太陽能電池分為6個(gè)導(dǎo)通單元，37．82cm(平方)。
表2 在房間里，晚上8：00，光源：照明燈泡（物理參數(shù)）
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光源(白熾燈) |
光通量(lm) |
光源與電池板的垂直距離(cm) |
太陽能電池面積(cm2) |
繼電器啟動(dòng)時(shí)光源與電池板距離(cm) |
備注 |
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40瓦(磨砂) |
245 |
6 |
37.82 |
7 |
環(huán)境溫 |
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25瓦 |
220 |
3.5 |
37.82 |
4 |
度14℃ |
三、制作與調(diào)整
光控開關(guān)電路部分應(yīng)放在室外工作，但不能受雨、露、霧及潮氣的侵蝕。為此可采用以下兩種措施進(jìn)行保護(hù)。
1.給光電池加上玻璃罩。找一個(gè)廢舊大燈泡，用軟鉛筆沿要割去的位置畫線，用串有100瓦燈泡的市電接在畫線的斷開處通電（注：操作時(shí)請(qǐng)注意安全），則燈泡自然從畫線處斷開。再用細(xì)砂紙輕輕地把斷口磨平，玻璃罩就做成了，玻璃罩內(nèi)放光電池，并用環(huán)氧樹脂粘牢，封上火漆，從罩內(nèi)引出光電池的正負(fù)極。
2.把光電池固定在一個(gè)塑料盒表面上，在盒上鉆上小孔，將電路的其他部分置于盒內(nèi)，放上干燥劑，引出負(fù)載線和開關(guān)線，再將塑料盒緊閉即可。
繼電器、三極管、電池、可調(diào)電阻都按線路焊接在敷銅板上。可調(diào)電阻值調(diào)到51Ω處。若整個(gè)電路已無故障，就可對(duì)光控開關(guān)進(jìn)行測試。
光控開關(guān)靈敏度的測試至關(guān)重要，可采用陽光照射遮蓋面積法。用最低電壓電池板面積（最小導(dǎo)通單元個(gè)數(shù)）確定靈敏度（見表1）。也可以用室內(nèi)白熾燈照射法（見表2），用燈泡的瓦數(shù)與太陽能電池的直接距離來確定。
由此可見，該光控開關(guān)在光通量達(dá)到220 Lm時(shí)繼電器就會(huì)工作，使得負(fù)載電路斷路。從而達(dá)到白天自動(dòng)關(guān)燈的要求。但是該裝置是一個(gè)單向開關(guān)，不能再在光照低于220 Lm的時(shí)候使燈泡負(fù)載電路接通，所以要在繼電器工作后，人為地將開關(guān)S斷開再閉合才能使燈泡電路工作并完成下一次的光控過程。
如果將開關(guān)S換成一個(gè)24小時(shí)程控定時(shí)器，將最小設(shè)定單位改成O.18時(shí)間間隔，可實(shí)現(xiàn)光控開關(guān)的雙向性，完成全自動(dòng)過程。
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