电风扇定时器

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为了使用电风扇方便,我们给它加了一套简单的电子定时装置,现介绍如下。

工作原理

定时装置由电源、定时线路、电磁牵引机构等部分组成,其线路见图1。转换开关K\(_{2}\)处于“关”位置(OFF)时,定时装置不工作。当按下开关K1,并根据所需要的控制时间将K\(_{2}\)转至其相应位置时,220伏交流电源经电容降压、桥式整流电路、滤波电容、稳压电路后输出一直流电压。这个直流电压一方面作为BG单结管的直流电源,另一方面通过电阻R向电容C充电。当C上的充电电压未达到BG的导通电压时,BG不导通,流过继电器J的电流很小,继电器不动作。经过一定的时间(控制电风扇工作时间)后,电容C上的充电电压达到了BG管的峰值导通电压,BG管导通。电容C就通过单结管的E极、B1极和继电器线圈放电。因此时放电电流很大,足以使继电器J动作。继电器的常开触点J\(_{1—1}\)闭合,将牵引电磁铁的线圈的电源接通,线圈有电流通过,静铁心被磁化,吸引衔铁。衔铁被吸动时,通过杠板带动按键开关上的复位卡板,使按键开关复位,切断电风扇的电源,电风扇停止转动。由于把电风扇上的按键开关改制过了,所以使得定时装置的电源也受它的控制,就是说在电风扇的电源切断后,定时装置也随即停止工作。

图1
图1 🔍原图 (865×519)

图(1)中,K\(_{2b}\)各档电阻是用来选择电风扇控制时间的。因为电源通过R向C充电,当C上的充电电压达到一定值时,BG管导通,所以选择不同的电阻值,就可以控制电容C的充电时间,达到定时控制风扇的目的。

元件选择与制作

为简化线路、缩小体积,采用电容降压电路。降压电容C\(_{1}\)用金属化纸介电容。单结管用BT33或BT35,要求其分压比η>0.5。充电电容C尽量选用漏电流小的电解电容器,以提高定时精度。若定时时间长需要大容量的电容时,可以用几个小容量的电容并联来代替。自制或选用继电器时,要求其线圈的直流电阻为100到200欧,吸合电流小于40毫安,有一组常开触点。

线圈L用直径为0.1毫米的高强度漆包线在骨架上绕6000~7000圈,直流电阻约1000欧。骨架可用有机玻璃、塑料、胶木或木头制作,见图2(a)。骨架上钻了两个孔,一个孔的直径为5毫米,用来放入静铁心;另一个孔的直径为8毫米,用来放衔铁。静铁心是用M5沉头螺钉代替的,并用此螺钉把线圈L固定在一个铁架上。铁架是用2毫米厚的铁板作的,尺寸大小见图2(b)。衔铁是用长约25毫米的M8螺钉截取一段作成的,并把它的螺纹锉去,成为图2(d)所示的圆柱形。为了便于与杠板的连接固定,衔铁上钻了小孔,孔中穿入一细铁丝,该细铁丝穿过杠板上的两个φ小孔固定在杠板上。杠板的形状见图2(c),它是用1毫米左右厚的铁片弯成的,它上面的φ4孔是支点轴孔,应在杠板弯好后再钻这两个孔,使其同心。支点轴是一个M4×30的螺钉。为了提高静铁心、衔铁的导磁系数,可将它们先放入火中烧红,离火后稍等片刻再放入炉灰中任其慢慢冷却。

图2
图2 🔍原图 (1065×677)

开关K\(_{2}\)是用双刀11掷小型瓷质转换开关改制的。改制时,先将转换开关的固定件、开关片和转轴上的定位卡环拆去,取出转轴,然后用小锉刀把轴上的跳步定位凸轮的凸出部分(图3阴影部分)锉去,使轴能在360°范围内自由转动。再把安装拉簧的沟锉深些,减小弹子对跳步定位凸轮的压力,使得转轴转动灵活。

图3
图3 🔍原图 (310×168)

电扇上的按键开关原来只有一组触点,见图4(a)。为了使这按键开关同时兼定时器部分的电源开关,又增加了一组触点见图4(b),当按键开关按下时,一方面接通电扇电源,同时也把图1(a)中的“A”、“B”点连接起来,接通了定时器部分的电源。改制原来按键开关时,先在一块长度和按键开关相等、宽15毫米的敷铜板上,钻两个直径为3毫米的孔,利用开关上原来的螺钉将它固定在按键开关的背面如图5(a)所示。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ档对应的三个位置分别焊上宽4毫米的薄磷铜片,并弯成图5(b)所示的形状,这是定片。在原来动触片的头上焊一适当长度的铜片为动片。调整定片的弹性和定、动片间的相对位置,以保证按键开关按下时,两组触点都能良好地接触和分离。印制线路板见图6(1:1)。

图4
图4 🔍原图 (1389×380)
图5
图5 🔍原图 (885×528)

调试与安装

把线路接好以后(转换开关和电磁牵引部分可暂不接)即可通电试验。先在R处接一只几千欧的电阻,接通电源,过几秒钟应听到继电器“咔嗒”的吸合声,这说明线路工作正常。然后把这只电阻换成数百千欧的电阻R\(_{t}\),重复上述试验,记下从接通电源到继电器吸合所经过的时间t(分),按此次试验可大致算出定时为一小时的电阻R01,R\(_{0}\)1=(60/t)· Rt找一个阻值和R01相近的电阻代替后再通电试验。这次试验可能会出现两种情况:第1种情况是继电器按计算的结果在一小时左、右吸合了,为了获得更准确的时间,可多测几次,取电阻的平均值。并且按此方法可获得10分、30分、40分、50分等的定时电阻。第二种情况继电器不吸合,可能是充电电阻阻值太大,单结管不导通引起的。这时应减小它的阻值,直至继电器能可靠地吸合为止,然后逐步加大充电电容,使最长定时为1小时。

图6
图6 🔍原图 (864×557)

定时部分调好后即可进行安装。各零件在底板及底座内的布置如图7所示。由于底座是铸铝的,很容易钻孔和攻丝。在固定铁架、杠板支点和开关K\(_{2}\)的地方用直径为3.5毫米的钻头钻孔,并用M4的丝锥攻丝,然后用螺钉固定。用M5沉头螺钉固定铁架时,铁架下面要垫适当厚度的胶木或有机玻璃垫块,用来调整线圈位置。然后再装上绕好的线圈,并通过垫块适当调节线圈的上、下位置,使其中心和按键开关复位卡板的高度基本相同。牵引电磁铁和杠板装上后,调整衔铁的长度(用锉刀锉修)和杠板的弯度,使得衔铁和静铁心相碰时,杠板另一端推动复位卡板移动到能使按键开关复位的位置。线圈架上粘上泡沫塑料,它的作用是在牵引电磁铁不工作时杠板复位后能使其和复位卡板保持1毫米左右的间隙,动作时杠板便对复位卡板产生一个小冲击,使按键开关复位利落。挡柱(利用底座内原有的底板固定螺柱)用来防止杠板转动。转换开关是装在一块铁片上,再用螺钉将铁片固定在底座内,这样转换开关的固定螺母就不会突出在电扇的面板上而影响美观,同时也便于拆装。所有定时电阻都直接焊在转换开关的焊片上,焊接前用套管将电阻套好,以免和另一层的开关片相碰。定时部分的指示灯用目光灯启辉器里的氖泡。把指示灯向一边稍移一点就可以把氖泡放入。氖泡的接线应用较粗的单股漆包线外面套上塑料套管兼作支架。转换开关拨到除“关”的任一位置,两个指示灯都亮。拨到“关”处时,只有电风扇指示灯亮。定时开关的面板装饰可根据个人喜爱而设计。我是用透明有机玻璃作成六边形面板,背面用白漆写上定时时间数字,再衬以两种颜色迭加的蜡光纸,周围镶上金属装饰条弯成的边框,配以电视机用的频道转换旋钮,美观而大方(见报头图)。(许德辉)

图7
图7 🔍原图 (508×819)