走廊照明灯自动开关

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为了节约用电,我们制作了简易红外光电控制器,使灯在走廊里有人时才打开,无人时就关闭,使用方便。

工作原理

电路见图1。D\(_{1}\)、D2是红外发光二极管; D\(_{3}\)、D4是光敏三极管。一只发光管与一只光敏管组成一组红外线收、发器。

图1
图1 🔍原图 (879×366)

收、发装置之间无人遮住光路时,光敏管有光照,阴极电位下降到0.7伏左右;当有人遮光时,光敏管无光照,阴极电位升到2.5伏以上。

集成块 T077是 TTL双 D触发器,它们的 CP端分别接光敏管的阴极,输出 Q端分别接到集成块 T075的输入端。集成块 T075是 TTL双异或门。当 T075输出为高电平时,晶体管导通,继电器吸动,其触点J\(_{0}\)-1接通电灯的电源电路,电灯亮;当T075输出为低电平时,晶体管截止,继电器释放,触点J0-1断开电灯电源,电灯熄灭。

工作时,设两只触发器均处于“1”状态,双异或门输出为低电平,晶体管截止,电灯不亮;当有人进入走廊时,第一组光收、发器光路被遮挡一次,与此相对应的那只触发器翻转,从“1”状态度变为“0”状态,使双异门输出为高电位,晶体管导通,电灯亮;当这个人走出走廊时,第二组光收、发器的光路被遮挡一次,另一只触发器翻转,也变为“0”状态,双异或门输出为低电位,晶体管截止,电灯熄灭。

这种控制器对于单个人进出或一个人走至半路又退回去都能起到控制作用。但是,若有一个人先进入走廊并且灯也亮了,而在这个人还没走出走廊时,第二人又来了,则灯就会熄灭。这个缺点还有待于改进。

元器件选择与制作

D\(_{1}\)、D2采用HG505型红外发光二极管,D\(_{3}\)、 D4用 3DU31。两只集成块都是陶瓷型扁平双列直插式封装,T075只用了一个门。继电器使用JRX—4,规格代号为SRM4、523.008。其它元器件数值已在图中标出。电路印制板见图 2(1: 1)。

图2
图2 🔍原图 (1710×537)

为了提高红外接收灵敏度,应给光发射、光接收元件加装定向装置。分别按照图3、图4的尺寸(mm)加工出管座与管套,材料可用金属或塑料,管座、管套均为圆筒形的,图3、图4是剖视图。组装后见图5、图6。图中透镜直径为20mm,焦距为15 mm。如果所用透镜焦距不是15mm,那么在作管座时,就要将图3、图4中的标注有“1”字样的尺寸改为与所用的透镜焦距一样。

图3
图3 🔍原图 (477×319)
图4
图4 🔍原图 (454×279)
图5
图5 🔍原图 (207×289)
图6
图6 🔍原图 (224×301)

调试与使用

安装好以后,可进行调试。先在D\(_{1}\)支路中串入电流表,用510Ω电位器代替R1,调节它,使电流表指示为160~170mA。然后换焊上同阻值电阻即可。以同样方法调试好D\(_{2}\)支路。

根据实际安装距离来拉开红外光发射器与接收器之间的距离,并对准光路。

打开电源后,先调R\(_{3}\),将万用表直流电压档接在地与T075的第4脚间,用手遮断D3光路。仔细调节R\(_{3}\),直到电压变化为止,每遮挡一次,电压就应变化一次。用同样的方法,将万用表直流电压档接在地与T075的第2脚,调R4,使每遮一次D\(_{1}\),电压变化一次。晶体三极管部分一般不用调整,继电器能正确动作。如果不动作,应用万用表测一下T075的第6脚,看看在遮光时电压有无变化。如无变化,可能是 T075坏了;如有变化,则可能是D5开路。如果D\(_{5}\)是好的,可能是晶体管的β值太低,应更换管子。

继电器的触点接的是220伏交流电压,因电压高,应注意与其它部分绝缘。

使用时,将两组光收、发器部分分别装在走廊的两头。实验证明,晚上环境温度为22℃时,有效控制距离(即光发射器到光接收器之间的光路长度)约6米多。(刘恂)