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1.1 LED交流電源指示燈

凡無交流電指示燈或原有氖泡指示燈(由一個小氖泡和一個限流電阻器串聯構成)損壞的220V家用電器具,以及單相交流電路使用的插座、開關、插頭等,均可加裝或改換成如圖1-1所示的LED交流電源指示燈,其特點是發光亮麗、體積小、耗電少、安裝簡便、壽命長。

圖1-1 LED交流電源指示燈的實物外形圖

下面就讓我們開始LED交流電源指示燈的具體制作與實際應用吧。

1.1.1 工作原理

LED交流電源指示燈的電路如圖1-2虛線框內所示。虛線框外電路是為便于說明原理而繪出的普通家用電器(或移動式多孔供電插座、普通臺燈等)的供電電路。其中:XP為家用電器原有電源插頭,SA為電源開關(有的設備無此開關)。

圖1-2 LED交流電源指示燈電路圖

LED交流電源指示燈的電路由三只電子元器件串聯構成,其中:VD1為半波整流晶體二極管,VD2為發光二極管,R為VD2的限流電阻器。閉合電源開關SA(電源插頭XP應事先插入供電插座),在家用電器接通220V交流電工作的同時,220V交流電通過a、b兩端加在了交流電源指示燈的兩端,使得發光二極管VD2得電發光。打開電源開關SA,家用電器斷電停止工作,發光二極管VD2亦斷電熄滅,從而起到指示電源接通與否和家用電器工作狀態指示燈的作用。

如果閉合電源開關SA后,發光二極管VD2不亮,說明不是電網停電,便是電源插頭XP及其電源開關SA構成的供電回路發生了開路故障。

1.1.2 元器件選擇

圖1-3給出了構成LED交流電源指示燈所用電子元器件的實物外形圖,方便讀者認識和選購。

圖1-3 需要準備的元器件實物外形圖

VD1選用耐壓≥350V的硅整流晶體二極管,如1N4007、1N4004、2CP17型等。VD2宜選用?5mm(或?3mm、?8mm)高亮度紅色發光二極管,其形狀和顏色也可根據實際情況靈活選取。目前可供選擇的發光顏色不僅有普通紅光、橙光、綠光(又細分為黃綠、標準綠和純綠)、藍光、紫光、白光發光二極管,而且有白殼發紅光、白殼發橙光、白殼發綠光、白殼發藍光、白殼發紫光等發光二極管。另外,發光二極管按其光線散射角度劃分,有高指向型(圓形管帽為尖頭、發光角度5°~20°或更小)、標準型(發光角度20°~45°)和散射型(發光角度45°~90°或更大)。本制作適合選用標準型或散射型產品,以增大發光范圍,取得良好的指示效果。

R選用RTX-1/4W型碳膜電阻器,適當改變其電阻值,可改變發光二極管VD2的發光亮度。

1.1.3 動手制作

LED交流電源指示燈的制作過程比較簡單,可先將構成交流電源指示燈的三只電子元器件——晶體二極管VD1、發光二極管VD2和限流電阻器R,按照圖1-2虛線框內所示的電路圖串聯焊接在一起,做成LED交流電源指示燈備用。

圖1-4所示給出了LED交流電源指示燈的具體制作流程。焊接時注意,各元器件的焊接端引腳長度保持在8mm左右為宜,多余部分在焊接前應按照圖1-4(a)~(c)所示,分別用偏口鉗(或剪刀)剪掉。剪短后的晶體二極管VD1的負極引腳,應按照圖1-4(d)所示,與發光二極管VD2的正極引腳拼焊在一起(如剪短的是VD1的正極引腳,則應與發光二極管VD2的負極引腳拼焊在一起),電阻器R的其中一個引腳剪短后,應按照圖1-4(e)所示,與發光二極管VD2的另外一個引腳拼焊在一起。注意不要焊錯極性,否則會造成發光二極管VD2始終無法發光的故障。焊接好的指示燈如圖1-4(f)所示,經檢查無誤后,應按照圖1-4(g)截取兩段直徑約4mm、長度約25mm的電工用絕緣套管,并按圖1-4(h)分別套在晶體二極管VD1、電阻器R及其焊接引線上,以確保使用時安全可靠。如果有條件采用熱縮管替代絕緣管,則效果更佳。制成的LED交流電源指示燈如圖1-4(i)所示。

圖1-4 交流電源指示燈制作流程

1.1.4 投入應用

制成的LED交流電源指示燈,既可用于改造帶外罩(發光窗口)的普通交流電源指示燈,也可直接加裝到各種家用交流電器具、交流電插頭或插座,以及使用220V交流電的各種儀器設備上去,具體可靈活運用。

下面列舉三個實例,供讀者學習領會,希望達到舉一反三的效果。

實例一:制作壁式發光插座

圖1-5給出了在普通86系列壁式插座上加裝交流電源指示燈的流程。加裝時注意:先在壁式插座面板的正上方空閑位置處用電鉆開出一個?5mm的小孔,再用更粗一些的鉆頭將面板孔口直徑擴至8mm左右,但注意不可鉆透,以利于增大發光二極管VD2的發光范圍。將組成交流電源指示燈的發光二極管VD2從插座背面嵌入所開圓孔,并不分極性將指示燈的兩引線頭焊接在插座背面的兩個銅接線樁(接線柱)上即可。

圖1-5 壁式發光插座的組裝流程

這種加裝了交流電源指示燈的“壁式發光插座”,不僅能直觀顯示插座帶電與否,而且可在黑暗中顯示出插座的位置所在,堪稱新一代壁式插座。

實例二:給普通臺燈加裝指示燈

圖1-6給出了在普通臺燈電源開關旁邊加裝LED交流電源指示燈的流程。具體做法:首先,參照圖1-6(a),選定好欲改造的臺燈及其加裝指示燈的位置,要求臺燈底座最好是塑料外殼,以方便安裝。接下來,按照圖1-6(b)和圖1-6(c),退出臺燈底蓋上的固定螺釘,打開欲改造的普通臺燈的底蓋,并按照圖1-6(d),用電鉆在燈座電源開關附近的合適位置處開出一個?5mm的小孔,作為指示燈安裝孔。然后,按照圖1-6(e)~(g),在臺燈底座里側將發光二極管VD2的管帽嵌入所開出的安裝孔內,并不分極性就近將指示燈的兩引線頭分別焊接在電源開關進線端和另外一根非接電源開關的電源線上。最后,參照圖1-6(b)、(c)打開臺燈底蓋的逆過程,將底蓋復原,即獲得圖1-6(h)的帶指示燈的臺燈。

圖1-6

圖1-6 普通臺燈加裝指示燈的流程

這種加裝了交流電源指示燈的普通臺燈,不僅能直觀顯示電網供電與否,而且可在黑暗的環境中指示出臺燈的開關位置,幫助主人順利開燈,具有普遍推廣價值。

需要指出的是,這里指示燈的兩引線頭是分別接在臺燈電源插頭的兩進線端上的,這一點與圖1-2給出的電路有所不同。如果按圖1-2所示將指示燈的其中一個引線頭焊接在電源開關的出線端,而非進線端,則指示燈僅會隨臺燈的開關而亮滅,實際功能和用途將會大打折扣。

實例三:替換損壞的氖泡指示燈

圖1-7給出了替換某機械式定時插座(也叫“節能定時器”)上已損壞氖泡指示燈的流程。該定時插座的外形如圖1-7(a)所示,其內部安裝有機械式定時開關,具有以24h為循環單位,可設定任意多個時段(最小15min)接通或斷開所接用電器電源的功能,用途非常廣泛。替換時注意,首先,應按照圖1-7(b)和圖1-7(c)所示,用十字形小螺釘旋具旋出固定后蓋的三顆自攻螺釘,打開后蓋;并按圖1-7(d)所示,拆除構成原指示燈的氖泡和限流電阻器,但固定在外殼面板上的紅色發光窗口應保留。然后,按照圖1-7(e)所示,將要替換的交流電源指示燈的兩引線頭,不分極性分別焊接在原氖泡指示燈的兩接線端上,發光二極管VD2置原氖泡固定座即可(這里VD2應選用?3mm紅色發光二極管)。如果指示燈引線長度不夠,可用塑皮電線續長。最后,按照圖1-7(f)所示,復原后蓋——用原有的三顆螺釘緊固后蓋。這種新替換的LED交流電源指示燈,外觀看起來沒有任何的改變,而實際上它不僅發光醒目,而且壽命長,性能是普通氖泡指示燈所無法相比的。

圖1-7 替換已損壞氖泡指示燈的流程

這里要特別強調的是:以上的改造過程中,必須要做到將欲改造的對象完全脫離220V交流供電電路,絕對不允許帶電操作,以免發生觸電事故!

1.1.5 使用說明

加裝了LED交流電源指示燈的家用電器具、電源插座等,其原有功能均不改變,使用方法一般也不會改變。但新增加的交流電源指示燈功能卻能夠使其使用更方便或性能有所提升,具體因設備不同而有所不同。

這種發光二極管指示燈經筆者長期使用,證明效果好、壽命長。圖1-8所示的帶指示燈的電源插頭和插座,均系筆者二十年前的作品。其中:圖1-8(a)所示的插頭,一直插在家里墻壁的供電插座上通電工作著,至今狀況良好;圖1-8(b)所示的移動式電源插座,雖然外殼看起來已經很陳舊,但它一直在為電視機及附設電器供電,狀況亦不錯。筆者最大的感受是,通過觀察指示燈發光與否,可隨時方便地判斷電網是否停電、插頭或插座是否正常通電,確實是“小制作、小改造、大便利”。

圖1-8 筆者的兩件作品

由于LED交流電源指示燈的工作電流實測<0.99mA,通過理論計算,一個這樣的指示燈連續工作一年零兩個月,才消耗1度電。顯然,該交流電源指示燈耗電甚微。

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