教室照明光感節電控制器的設計與應用

摘要 基于光敏元件和控制電路技術(shù)，闡述了一種光感節電控制器的工作原理，并繪制出電路圖。經(jīng)過(guò)實(shí)際檢驗，該控制器可以應用于學(xué)校教室和實(shí)驗室的照明系統中，起到環(huán)保節能、延長(cháng)燈具使用壽命的作用。
關(guān)鍵詞 節電控制器；教室照明；光敏元件；光照度

當前大多數學(xué)校教室的照明依然采用手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，但往往由于人們節電意識淡漠以及疏于管理，即使在自然光充沛的情況下，教室內燈光長(cháng)明的情況依然隨處可見(jiàn)，不僅損耗了電能，同時(shí)也減少了燈具的使用壽命，照成資源浪費。為解決這一問(wèn)題，筆者結合實(shí)際情況，經(jīng)多次試驗，設計并制作了針對學(xué)校教室燈具電路的光感節電控制器，應用于教室和實(shí)驗室中，效果良好。

1 功能效果
根據學(xué)校日常教學(xué)和自習的情況，在不安裝聲控和紅外探測器的情況下，如果單純依靠光感控制，則夜間燈光不會(huì )自動(dòng)熄滅。因此可采用光感自動(dòng)控制電路和手動(dòng)按鈕來(lái)配合進(jìn)行教室燈光的控制。在室內自然光照度達到滿(mǎn)足正常教學(xué)要求時(shí)，燈光自動(dòng)熄滅；在陰雨天和晚上，室內光照度下降到一定程度后，燈具可以根據需要手動(dòng)開(kāi)啟。

2 控制器構成
(1)市電轉換。將220 V交流電通過(guò)降壓、整流和濾波轉換為光感控制電路可以使用的12 V直流電源。
(2)自然光檢測組件。使用光敏二極管，將光信號轉換為電信號的半導體器件，是控制器中的關(guān)鍵器件。需要注意的是，該組件必須放置于教室內燈光照射范圍之外，只用于探測自然光線(xiàn)的強弱；由于一些專(zhuān)業(yè)課程的授課對光線(xiàn)有特殊要求，這就需要該組件可以根據實(shí)際需求進(jìn)行調整其自然光照度的敏感性。
(3)抗干擾電路：控制器的沒(méi)計還必須考慮到浮云或者外部強光如車(chē)燈、雷電等外界因素對自然光鹼測組件的干擾，需要加入輸出延遲電路防止干擾，在收到外界干擾時(shí)，保證觸發(fā)器電路在瞬時(shí)干擾的情況下不會(huì )翻轉。
(4)時(shí)基電路NE555。NE555是555系列計時(shí)元件的一種，價(jià)格便宜且性能穩定，作為控制元件，光敏二極管由于光照度的變化會(huì )產(chǎn)生內阻變化而造成時(shí)基電路NE555觸發(fā)電壓的改變，當降低或升高至一定閾值時(shí)，時(shí)基電路會(huì )輸出相應的高、低電平，開(kāi)啟或關(guān)閉照明指示燈以及使繼電器吸合或釋放。
(5)繼電器組件。因大部分學(xué)校教室都是用日光燈燈管照明而非白熾燈，日光燈管開(kāi)啟時(shí)的負電感效應會(huì )導致過(guò)沖電壓較高，會(huì )燒壞可控硅器件，因此需要使用繼電器控制照明電源。

3 電路設計與工作原理
光感節電控制器電路如圖1所示。