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太阳能光控开关电路的制作
light-operated switch

时间:2013-07-25 来源:互联网 作者:不详 编辑: 【关闭


太阳能光控开关电路的制作,light-operated switch

关键字:光控开关电路

 
作者:江苏 雷振中
  很多居民区或市民广场都在草坪、绿地设有草坪灯,用于夜间亮化环境。但很多草坪灯的开关没有实现自动化。现介绍一种光控开关,利用太阳光的强弱变化,使草坪灯自动开启和关闭。
  一、工作原理
   本光控开关如附图所示,该电路由非晶硅电池(光电池)、继电器、可调电阻、三极管、9V直流电源、手动开关等构成。继电器主接点1、2为线圈接点,3、4接常闭触点,3、5接常开触点,其中3、4、5与负载电路相连。当光照的光通量大于220 Lm时,将S处于闭合位置,电源电压使三极管正偏导通,继电器吸合,使控制负载的常闭触点3、4断开,常开触点3、5闭合,使路灯或灯塔回路断开,将其熄灭。当遇着阴雨天,光照恰好在220 Lm以下值,且路灯处于熄灭状态时,需要将复位开关S断开,继电器释放,使电路恢复原始状态。
  二、元件选取 
    非晶硅电池采用6个导通单元,37.82cm2,引出正负极;继电器采用高灵敏度的,其动作电压为9V,内阻在300Ω~2kΩ均可用。
   表1室外,下午2:00。光源:太阳(电气参数)
光源
开路电压
带负载电压
最小工作电压(开路)
最小电压的电池面积
电池材料
最小导通单元数
环境温度
太阳
4V
1.2V
2.3V
18.9cme
非晶硅
3个
23℃
 
   注:测试的太阳能电池分为6个导通单元,37.82cm(平方)。
 
  
   表2 在房间里,晚上8:00,光源:照明灯泡(物理参数)
 
光源(白炽灯)
光通量(lm)
光源与电池板的垂直距离(cm)
太阳能电池面积(cm2)
继电器启动时光源与电池板距离(cm)
备注
40瓦(磨砂)
245
6
37.82
7
环境温
25瓦
220
3.5
37.82
4
度14℃

    三、制作与调整
    光控开关电路部分应放在室外工作,但不能受雨、露、雾及潮气的侵蚀。为此可采用以下两种措施进行保护。
  1.给光电池加上玻璃罩。找一个废旧大灯泡,用软铅笔沿要割去的位置画线,用串有100瓦灯泡的市电接在画线的断开处通电(注:操作时请注意安全),则灯泡自然从画线处断开。再用细砂纸轻轻地把断口磨平,玻璃罩就做成了,玻璃罩内放光电池,并用环氧树脂粘牢,封上火漆,从罩内引出光电池的正负极。
2.把光电池固定在一个塑料盒表面上,在盒上钻上小孔,将电路的其他部分置于盒内,放上干燥剂,引出负载线和开关线,再将塑料盒紧闭即可。
  继电器、三极管、电池、可调电阻都按线路焊接在敷铜板上。可调电阻值调到51Ω处。若整个电路已无故障,就可对光控开关进行测试。
  光控开关灵敏度的测试至关重要,可采用阳光照射遮盖面积法。用最低电压电池板面积(最小导通单元个数)确定灵敏度(见表1)。也可以用室内白炽灯照射法(见表2),用灯泡的瓦数与太阳能电池的直接距离来确定。
  由此可见,该光控开关在光通量达到220 Lm时继电器就会工作,使得负载电路断路。从而达到白天自动关灯的要求。但是该装置是一个单向开关,不能再在光照低于220 Lm的时候使灯泡负载电路接通,所以要在继电器工作后,人为地将开关S断开再闭合才能使灯泡电路工作并完成下一次的光控过程。
  如果将开关S换成一个24小时程控定时器,将最小设定单位改成O.18时间间隔,可实现光控开关的双向性,完成全自动过程。
 
太阳能光控开关电路的制作light-operated switch


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