- 創客:80例玩轉趣味電子小制作
- 張曉東
- 1899字
- 2020-03-04 17:31:42
2.9 門控照明電燈
給家中室內普通照明電燈附加上門控開關,在不影響電燈正常使用的前提下,可使電燈新增主人進出房門自動照明和房門未關妥光提醒兩種功能,為你的家庭生活帶來方便和安全。
整個門控開關僅由5個電子元器件和2個接線樁構成,經作者本人實際安裝使用,證明效果良好。心動不如行動,趕快按下面的介紹自己動手制作吧。
2.9.1 工作原理
門控照明電燈的電路如圖2-26所示。虛線右邊為原照明電燈電路,左邊為新增門控開關電路。新增門控開關的兩個接線樁X1、X2,直接與原電燈開關SA兩端相接。當SA閉合時,電燈H正常發光,新增門控開關不起作用;只有在SA斷開的條件下,新增門控開關才會發揮作用。平常,新增門控開關在電燈開關SA斷開時,自身耗電甚微,實測靜態電流小于2.2mA。

圖2-26 門控照明電燈電路圖
新增門控開關電路主要由雙向晶閘管VS、雙向觸發二極管VD、光敏電阻器RL和小型輕觸開關SB等組成。平時,房門關閉時SB受門扇作用處于接通狀態,RL兩端被短路,VS因無觸發電壓而截止,所以不管是白天還是夜晚,只要門關著時,電燈H均不會受門控開關控制而發光。當房門被打開時,SB隨著門扇的移開而自動斷開,RL兩端將產生一交流電壓。此電壓大小由電阻器R和RL串聯電路對220V交流電的分壓(忽略H燈絲電阻)確定,當它超過VD的轉折電壓時,VD和VS先后導通,H通電發光。在白天,由于環境光線較強,RL的阻值較小,兩端分電壓一直小于VD的轉折電壓,VD和VS均處于截止狀態,H不會發光;只有在夜晚環境光線弱下來時,RL的阻值上升,相應的它兩端的分電壓也增加,直至大于VD的轉折電壓,使VD和VS相繼導通,H才會發光。
總之,門控開關只有在房門被打開、環境光線較弱時,才會控制電燈H發光,并且隨著環境光線的減弱,電燈發光的亮度相應增強,直至燈全亮。反之,隨著環境自然光線的增強,電燈發光相應減弱,直至熄滅。
2.9.2 元器件選擇
VS選用MAC97A6(額定通態電流IT=1A、斷態重復峰值電壓UDRM≥600V)或BCR1AM-6(額定通態電流IT=1A、斷態重復峰值電壓UDRM≥400V)型普通雙向晶閘管,其外形如同普通塑封小功率三極管,實物及引腳排列如圖2-27所示。雙向晶閘管又叫雙向可控硅,它是一種具有三個PN結的功率型半導體器件,共有三個引出腳:第一陽極T1、第二陽極T2和控制極(也稱門極)G,焊接時要認清引腳,不可弄錯。

圖2-27 小型塑封雙向晶閘管實物及引腳排列
VD選用轉折電壓在20~40V的雙向觸發二極管,如2CTS、2D201YR、DB3型等。
RL用普通MG45-12型塑料樹脂封裝光敏電阻器,要求亮阻和暗阻相差倍數愈大愈好;也可用其他亮阻≤2kΩ、暗阻≥1MΩ、工作電壓≥50V的普通光敏電阻器代換。R采用RTX-1/2W型碳膜電阻器。SB用14mm×14mm小型輕觸開關。X1、X2用拆自廢舊壁開關或插座的銅質接線樁。
2.9.3 制作與使用
如圖2-28所示為門控照明電燈(實際上是新增門控開關)的印制電路板接線圖。印制電路板用刀刻法制作而成,實際尺寸約為24mm×24mm。

圖2-28 門控照明電燈印制電路板接線圖
全部元器件焊接在印制電路板上,接線樁X1、X2應直接固定在電路板上。焊接好的電路板裝入體積合適的絕緣密閉小盒內,并注意在盒子下側面(相對于安裝面而言)為光敏電阻器RL開出感光窗口,在上側面為X1、X2開出接線孔;在盒子面板開孔伸出小型輕觸開關SB的按鍵帽。
焊裝好的門控開關,參照圖2-29所示,固定在房內門框頂部合適位置處,并在門扇相應位置處固定一磷銅片,要求房門關嚴實時,磷銅片壓住SB按鍵,使SB處于接通狀態;門稍一打開,磷銅片又能離開緊壓著的SB按鍵,使SB能夠馬上復位好。門控開關的接線樁X1、X2,應通過一定長度的雙股塑皮電線,不分順序直接跨接在控制室內照明電燈的電源開關兩端即成。注意:被控電燈只能是白熾燈泡,并且總功率不得超過180W;在加裝門控開關前,必須先斷開220V交流電的總電源開關,嚴禁帶電加裝。

圖2-29 門控開關安裝示意圖
如果使用中感到新增門控開關的光靈敏度不夠,即天黑后電燈不能夠隨著房門的打開而自動點亮,應檢查光敏電阻器RL是否受到室內其他光線的直射干擾;反之,如果天尚未全黑時,電燈便隨著房門的打開而自動點亮,說明RL接收的自然光線太少,必要時可用雙股軟導線直接將RL引至(注意要采取絕緣保護措施)門外或窗口等環境自然光較強的地方去。另外,RL質量太差時,也會出現這類光靈敏度差的現象,應更換光敏電阻器試一下。
加裝上門控開關的照明電燈,在日常生活中使用既簡便又有效。
① 當你夜晚回家進屋時,隨著房門被打開,室內電燈即自動點亮。這時進屋后先不要關門,應先閉合室內電燈開關,然后再關門,這樣可保持室內電燈一直發亮,直到斷開電燈開關為止。
② 晚上出門時,應先開門,然后再關電燈開關,這樣電燈可一直亮到你鎖房門為止。
③ 晚上上床睡覺前關燈,如果電燈關不滅,說明房門忘記關或未關死,應關好房門再就寢,以免發生失盜或其他不測事件。