定時(shí)光控路燈控制電路設計

　　一、設計方案

　　學(xué)校和單位用的自動(dòng)打鈴器，有時(shí)間設定數字顯示、停電保持記憶等功能，電路也比較成熟，性能穩定可靠?？扇我庠O置打鈴的時(shí)間和次數。利用它的定時(shí)設置功能，將它的控制信號送人計數電路進(jìn)行編排，按實(shí)際需要設置推動(dòng)電路，推動(dòng)繼電器和交流接觸器開(kāi)閉，以達到自動(dòng)控制路燈的目地。

　　本路燈自動(dòng)控制電路有定時(shí)設定，光控功能和手動(dòng)控制功能。新增控制電路如圖1所示，電路供電取自自動(dòng)打鈴器內部直流電源。因新增控制電路消耗功率很小，不會(huì )造成打鈴控制器的電源過(guò)載。

系統的硬件結構原理圖

　　本電路自動(dòng)控制路燈的要求為：天黑后路燈全亮。午夜過(guò)后，行人稀少，為了節省電能，熄滅一半路燈，早晨天亮時(shí)，全部路燈熄滅。在自動(dòng)打鈴器上可以這樣設定：如在冬季，設定晚19點(diǎn)，全部路燈開(kāi)啟，打鈴時(shí)間設置為19點(diǎn)打鈴1分鐘，午夜1點(diǎn)關(guān)閉一半路燈，打鈴時(shí)間設置為1點(diǎn)打鈴1分鐘，早7點(diǎn)關(guān)閉所有路燈，打鈴時(shí)間設置為7點(diǎn)打鈴1分鐘。最后，在下一輪程序前，設置打鈴1分鐘，讓計數電路清零復位。

　　二、電路工作原理

　　當19點(diǎn)打鈴器送來(lái)第一個(gè)信號時(shí)，經(jīng)RI送入CD4017計數器的第（14）腳，RI的阻值可根據輸入信號脈沖的幅度來(lái)決定。這時(shí)，計數電路開(kāi)始計數，Q1由低電平變成高電平，經(jīng)R4、VD1、R7、C3、RIO組成的限時(shí)電路，使VI在脈沖信號的作用下導通2秒以上。這時(shí)。JKl線(xiàn)圈得電吸合JS1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。KM1和KM2線(xiàn)圈由于JKI得電吸合，并通過(guò)各自的自鎖觸點(diǎn)將JK1的觸點(diǎn)自鎖，主電路兩個(gè)支路同時(shí)接通，路燈全亮。

　　當午夜1點(diǎn)鐘設置的信號到來(lái)時(shí)，CD4017的計數輸出端Q2送出高電平，經(jīng)限時(shí)電路后V2導通，JS2吸合。JS2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KM線(xiàn)圈斷電，自鎖被解除，接主電路的觸點(diǎn)斷開(kāi)，一半路燈熄滅。

　　當早7點(diǎn)信號到來(lái)時(shí)，CD4017的Q3端送出高電平，JS3吸合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM2自鎖解除斷電。這時(shí)路燈全部熄滅

　　當最后設置的復位信號到來(lái)時(shí)，CD4017的Q4端輸出高電平，經(jīng)VD4、C2、R3給復位端一個(gè)高電平脈沖，使計數器清零復位，為下—輪觸發(fā)信號到來(lái)作準備。C1、R2的作用是電路首次接通電源，給復位端CR送人一個(gè)高電平清零脈沖信號。

　　設置限時(shí)電路的目的是，當CP端接收脈沖后，計數器的一個(gè)輸出端會(huì )保持高電平不變，使三極管和繼電器繼續通電，因為下一個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)間的間隔時(shí)間很長(cháng)，可能會(huì )導致三極管或繼電器線(xiàn)圈過(guò)熱燒壞。設置限時(shí)電路后，使三極管繼電器只能在短時(shí)間內導通，使電路的可靠性提高。

　　光控部分由時(shí)基電路NE555和外圍電路組成。當光敏電阻RC受光照時(shí)，電阻變小，其②、⑥腳電路高于2／3VCC、Q端輸出低電平。V4無(wú)基極電流截止，JO保持原態(tài)。當黑夜到來(lái)時(shí)，RC，阻值變大，當②腳、⑥腳電位低于l／3VCC時(shí)，時(shí)基電路翻轉，Q端輸出高電平，由VD8、R14、R15、C7、

　　R16組成的限時(shí)電路，使三極管V4短暫導通，JG線(xiàn)圈得電吸合，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，JK1線(xiàn)圈得電吸合，使KM1和KM2線(xiàn)圈吸合并自鎖，路燈全亮。路燈的定時(shí)關(guān)斷仍由定時(shí)關(guān)斷電路完成。

　　光控電路的主要用途為：有時(shí)因天氣變化天暗得較早，需要路燈提前打開(kāi)照明，這時(shí)光控電路才起控制作用。在天氣正常的情況下，還是由定時(shí)控制電路來(lái)完成電路的開(kāi)和關(guān)。光控電路還有一個(gè)用途為，當黑夜忽然停電，后來(lái)又來(lái)電的情況下，能自動(dòng)開(kāi)啟路燈。

　　設置手動(dòng)按鈕得作用為：當白天需要檢修路燈時(shí)，只要按下啟動(dòng)按鈕，路燈就會(huì )全部打開(kāi)，需要關(guān)斷時(shí)，按一下停止按鈕，路燈全部熄滅。還有，當自動(dòng)控制電路發(fā)生故障時(shí)，可以臨時(shí)改用手動(dòng)來(lái)控制路燈開(kāi)與關(guān)。

　　如需更多變量的控制程序，可在CD4017余下輸出端增設相同的驅動(dòng)電路和繼電器，重新編排組合控制程序，達到多路控制的目地。