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會員注冊關鍵字：光控開關電路，光控開關
作者：江蘇 雷振中
很多居民區或市民廣場都在草坪、綠地設有草坪燈，用于夜間亮化環境。但很多草坪燈的開關沒有實現自動化。現介紹一種光控開關，利用太陽光的強弱變化，使草坪燈自動開啟和關閉。
一、工作原理
本光控開關如附圖所示，該電路由非晶硅電池（光電池）、繼電器、可調電阻、三極管、9V直流電源、手動開關等構成。繼電器主接點1、2為線圈接點，3、4接常閉觸點，3、5接常開觸點，其中3、4、5與負載電路相連。當光照的光通量大于220 Lm時，將S處于閉合位置，電源電壓使三極管正偏導通，繼電器吸合，使控制負載的常閉觸點3、4斷開，常開觸點3、5閉合，使路燈或燈塔回路斷開，將其熄滅。當遇著陰雨天，光照恰好在220 Lm以下值，且路燈處于熄滅狀態時，需要將復位開關S斷開，繼電器釋放，使電路恢復原始狀態。
二、元件選取
非晶硅電池采用6個導通單元，37.82cm2，引出正負極；繼電器采用高靈敏度的，其動作電壓為9V，內阻在300Ω～2kΩ均可用。
表1室外，下午2：00。光源：太陽(電氣參數)
|
光源 |
開路電壓 |
帶負載電壓 |
最小工作電壓(開路) |
最小電壓的電池面積 |
電池材料 |
最小導通單元數 |
環境溫度 |
|
太陽 |
4V |
1．2V |
2．3V |
18．9cme |
非晶硅 |
3個 |
23℃ |
注：測試的太陽能電池分為6個導通單元，37．82cm(平方)。
表2 在房間里，晚上8：00，光源：照明燈泡（物理參數）
|
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) |
繼電器啟動時光源與電池板距離(cm) |
備注 |
|
40瓦(磨砂) |
245 |
6 |
37.82 |
7 |
環境溫 |
|
25瓦 |
220 |
3.5 |
37.82 |
4 |
度14℃ |
三、制作與調整
光控開關電路部分應放在室外工作，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行保護。
1.給光電池加上玻璃罩。找一個廢舊大燈泡，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：操作時請注意安全），則燈泡自然從畫線處斷開。再用細砂紙輕輕地把斷口磨平，玻璃罩就做成了，玻璃罩內放光電池，并用環氧樹脂粘牢，封上火漆，從罩內引出光電池的正負極。
2.把光電池固定在一個塑料盒表面上，在盒上鉆上小孔，將電路的其他部分置于盒內，放上干燥劑，引出負載線和開關線，再將塑料盒緊閉即可。
繼電器、三極管、電池、可調電阻都按線路焊接在敷銅板上。可調電阻值調到51Ω處。若整個電路已無故障，就可對光控開關進行測試。
光控開關靈敏度的測試至關重要，可采用陽光照射遮蓋面積法。用最低電壓電池板面積（最小導通單元個數）確定靈敏度（見表1）。也可以用室內白熾燈照射法（見表2），用燈泡的瓦數與太陽能電池的直接距離來確定。
由此可見，該光控開關在光通量達到220 Lm時繼電器就會工作，使得負載電路斷路。從而達到白天自動關燈的要求。但是該裝置是一個單向開關，不能再在光照低于220 Lm的時候使燈泡負載電路接通，所以要在繼電器工作后，人為地將開關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S換成一個24小時程控定時器，將最小設定單位改成O.18時間間隔，可實現光控開關的雙向性，完成全自動過程。
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