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教你做延时节电灯开关[延时开关电路介绍]

时间: 2022-12-31

该延时节电灯开关适用于走廊、厕所等一些非长时间连续照明的场合,可杜绝长明灯,节约用电。使用时只要按一下按钮开关,电灯就亮,2.5min(可调)后电灯就会自动熄灭。电灯熄灭后,整个电路不再消耗电能。

弄懂工作原理

延时节电灯开关的电路如图15-1所示,其中H是为便于说明原理而绘出的被控电灯。“555”时基集成电路A与外围阻容元件R、C3等构成了一个设计独特的延时电路,通过电磁继电器K控制电灯H和电路本身延时断开220V交流电。

延时开关电路介绍(教你做延时节电灯开关)

图15-1 延时节电灯开关电路图

平时,按钮开关SB和继电器K的常开触点KH断开,整个电路无电不工作,电灯H不发光。当人手按动一下按钮开关SB时,电灯H立即通电发光;同时,220V交流市电经电容器C1降压限流、晶体二极管VD1~VD4桥式整流、电容器C2滤波和稳压二极管VD5稳压后,输出约12V直流电。该直流电通过电阻器R对电容器C3进行充电,由于充电需要一定时间,所以时基集成电路A的第2、6脚暂处于低电位,其输出端第3脚为高电平,继电器K通电吸合,并联在按钮开关SB两端的继电器常开触点KH闭合,起到“锁存”作用,这时手松开按钮开关SB后,电灯H仍然保持正常发光。

经过一段时间(延时时间)后,电容器C3两端的充电电压高于时基集成电路A直流工作电压的2/3(约8V),时基集成电路A内部电路发生翻转,其第3脚输出低电平,继电器K断电释放,继电器的常开触点KH跳开,切断包括控制电路和电灯H在内的电源,使电灯H自动熄灭。此时,电容器C3通过晶体二极管VD6和时基集成电路A内部电阻迅速放电(时间小于1s),为下一次开灯做好准备。

电路中,电灯H每次延时点亮的时间长短,主要由电阻器R和电容器C3的数值大小来确定,具体可由公式t≈1.1×R×C3来计算;按图15-1所示选择元器件,每次延时时间约为2.5min。

准备好元器件

本制作共用了13个元器件,采购清单见表15。

表15 元器件清单

延时开关电路介绍(教你做延时节电灯开关)

A选用NE555或μA555、LM555、5G1555等型“555”时基集成电路,它是一种模拟、数字混合集成电路,其引脚功能及排列如图15-2所示。“555”时基集成电路具有定时精确、驱动能力强(输出电流达200mA,可直接带动普通电磁继电器)、工作电压范围宽(4.5~18V)、外围电路简单及用途广泛等特点,非常适合电子爱好者在制作时使用。

延时开关电路介绍(教你做延时节电灯开关)

图15-2 NE555的引脚排列图

VD1~VD4均用1N4007(最高反向工作电压1000V)或1N4004(最高反向工作电压400V)型硅整流二极管;VD5用稳定电压是12V、最大耗散功率是0.25W的普通硅稳压二极管,如2CW60、1N4106型等;VD6用1N4148型硅开关二极管。

R用RTX-1/8W型碳膜电阻器,标称阻值为3MΩ;C1用优质CBB13-400V型聚丙烯电容器,标称容量为0.56μF;C2、C3均用CD11-25V型电解电容器,标称容量分别为220μF和47μF。

K用JZC-22FA/012-1Z型超小型中功率电磁继电器,其触点负荷为220V×3A(交流),完全可满足控制需要;外形尺寸仅为22.5mm×16.5mm×16.5mm,可直接焊在印制电路板上。SB用KAX-4型交流电自复位按钮开关,亦可用交流电铃专用的按钮开关来代替。

制作与使用

图15-3所示为该延时节电灯开关的印制电路板接线图,印制电路板实际尺寸约为60mm×40mm;要求采用环氧基质单面铜箔板制作,纸质板因受潮后绝缘电阻容易变小,故不宜采用。印制电路板也可直接采用相同大小的环氧基质单孔“洞洞板”,并充分利用元器件引脚飞线连接,以省去加工专用印制电路板的麻烦。

延时开关电路介绍(教你做延时节电灯开关)

图15-3 延时节电灯开关印制电路板图

焊接好的电路板可装入体积合适的绝缘密闭小盒内,并在盒面板开孔固定按钮开关SB。如果将电路板组装在照明电灯常用的86系列壁开关板(拆掉原开关,改换成按钮开关SB)背面,则实际应用时可方便地取代欲控制电灯原有的普通机械式壁开关。

只要元器件质量保证,接线无误,不需任何调试便可满意工作。如果需要在几处地方都能开启同一盏电灯H,可在欲控制处都安装上一个交流电按钮开关,并分别通过双股电线将它们都并联到按钮开关SB两端去即成。电灯每次点亮的时间长短,可通过增减电阻器R或电容器C3的数值大小来调节。如需延长时间,可增大电阻器R的阻值或电容器C3的容量;反之,则应减小电阻器R的阻值或电容器C3的容量。

特别提醒:在将延时节电灯开关接入照明电路时,一定要首先切断220V交流电的总闸开关,待安装结束后再合上总闸开关,切不可带电安装,以免发生触电事故!

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