這些天事情比較多,一直未及更新博客,其實最近也沒編寫程序,倒是在春節期間給家裡的彩燈做了一個電路,還是個模擬電路,這裡也沒有這個分類,就把它放在C++下面吧。
這個電路雖然比較簡單,但我觀察了一下好像互聯網上似乎還沒有類似功能的電路。這是一個光控開關,電路圖如下:
這個開關有兩大特色:
特色一:它是由施密特觸發器構成的,即開關的翻轉點在1/3VCC和2/3VCC處,這樣便有了一個回差電壓,可以避免普通的光控開關在照度變化時頻繁動作。例如,一個光控自動照明燈,當照度下降到光控開關阈值時,開關動作,點亮燈泡,而燈泡發光卻導致照度上升超過了光控開關的阈值,這樣光控開關再次動作,使燈泡熄滅,然後再點亮……大家經常見到的那種廉價光控開關對此問題的解決辦法是將光敏探頭光敏電阻或者光敏二極管)放置在燈泡直射不到的范圍,但這樣做使得照明范圍和感光范圍不一致,不能真實反映實際照度情況。這個開關使用了一個由555電路構成的施密特觸發器,很好的解決了這一問題。施密特觸發器是一個電壓控制的觸發器,當照度下降,光敏電阻阻值增大,使得555的2腳和6腳電壓下降到小於等於1/3VCC這裡使用12V電壓,即4V),電路翻轉,555的3腳輸出高電平,繼電器吸合;反之,當照度上升,光敏電阻阻值減小,使得555的2腳和6腳電壓上升到大於等於2/3VCC即8V),電路才會反轉,因此有4V的回差電壓,使該光控開關有了上下兩個阈值,完全可以避免上述開關抖動問題的發生。
特色二:在施密特觸發器的觸發端2腳和6腳)對地並接了一個旁路電容,該電容起到了抗干擾的功能,當R2下端的電壓由於照度的變化而變化時,由於C3的充放電需要時間由R2和C3的大小決定),使得2腳和6腳的電壓並不能突變,這樣,即使白天有物體在短時間內遮住了光敏電阻,繼電器也不會吸合;同樣,當繼電器在夜晚吸合時,有短時間的光照射到光敏電阻上,繼電器也不會釋放,即抗干擾。
電路中對元器件基本沒有什麼特殊要求,電阻選用1/8W金屬膜或碳膜電阻就可以,C4可用瓷片電容,C2用耐壓16V的電解電容,R4和D2構成的工作指示燈可以去掉。555電路的輸出電流比較大可以直接推動4098等小型繼電器,也可以使用單向或雙向晶閘管,RV1可以調節光控開關的動作阈值,光敏電阻選用暗阻大於1M,亮阻小於10K的即可。
圖上標示的數值是經過實測的值,可以很好的工作,回差電壓變化時間大約4s,即光控開關兩個阈值的變化需照度在阈值以上或以下持續時間超過4s,繼電器才會動作,所以可以抗脈寬小於4s的干擾。
這個電路用在春節家裡的彩燈控制前級非常合適,白天自動熄滅,晚上自動點亮,不需要每天早晚插拔電源,且不會因為夜晚室內開照明燈而熄滅彩燈,也不會因為人的活動遮擋光線或室外的煙花閃光而誤動作。
因為電路比較簡單,不必腐蝕印刷電路板,直接用實驗板洞洞板)就可以了,電路整體成本3-5元。
電路屬於微功耗,供電使用電容壓降,全橋整流,齊納二極管穩壓,這裡沒有畫出,關於電容壓降的詳細計算內阻不為無窮大的恆流源),我會在下一篇博文詳細說明的。
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