照明换气扇

照明换气扇 卫生间照明换气扇控制电路 王玉珏 (陕西理工学院物理系电子信息科学与技术专业07级1班 ，陕西 汉中 723001) 指导老师:宋卫星 [摘要]本文主要介绍了卫生间照明灯～换气扇自动控制电路的原理和使用方法～并从各个单元电 路、整机工作原理、电路功能、材料、元器件识别等几个方面分析了卫生间照明灯～换气扇自动控制 电路。 [关键词]磁开关电路,单稳态延时电路,照明灯控制电路,换气扇电路,电源电路。 Bathroom illumination ventilating fan control circuit Wang Yujue (Shanxi Technical institute physics series electron information science and technical specialized 07 levels of 1 class , Shanxi Hanzhong 723001) Tutor : Song Weixing Abstract:This article mainly introduced，Bathroom flare, ventilating fan automatic circuit's principle and application method, And from each unit electric circuit, the complete machine principle of work, the electric circuit function, the material, the primary device recognition and so on several aspects has analyzed the bathroom flare, the ventilating fan automatic circuit. Key word:Magnetic switch electric circuit;Monostable delay circuit;Flare control circuit; Ventilating fan electric circuit;Power circuit。 引言 当今世界在以电子信息技术为前提下推动了社会跨跃式的进步，科学技术的飞速发展日 新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心，尤其是电子 信息技术更显得尤为重要，在国民生产各部门电子信息技术得到了广泛的应用。电子信息技 术发展的主要目标是实现高度智能化，在减少以至于不需要人为干预下使机器能独立处理各 种工作。 为了能及时地将卫生间内的异味排出，很多家庭都装了换气扇，但一些来客或小孩常常 忘记打开换气扇。为了解决这个问，了一种能自动控制换气扇和照明灯的电子装置， 这样不给上卫生间的人增添任何麻烦，又能自动换气和开、关灯，节能而方便。本文介绍一 种自动控制的卫生间照明灯及换风扇电路，它可以取代普通的照明，换风扇电路，而不必更 改原有的照明，换风扇路线，白天人进卫生间时灯不亮，换风扇开，晚上或光线较暗时人进 入时灯亮，换风扇也工作，经过一定的时间之后自动熄灭。这种电路简单、实用，适合普及 推广。 1卫生间照明灯换气扇自动控制电路原理 卫生间照明灯换气扇电路的自动控制电路用于取代传统机械开关的手动控制的电路。在 白天或者夜晚光线较亮，人进入卫生间时电灯不亮，风扇开自动始工作;在夜晚光线较暗， 人进入卫生间时电灯和风扇都开始工作，人走后延时一会后电灯和风扇会自动停止工作。 1.1原理框图 ,.,电路工作原理 该装置电路工作原理见图1。它是由磁开关电路、单稳态延时电路、照明灯控制电路、换气扇控制电路和电源电路等组成。 图1照明换气扇电路图 当卫生间门关上时，永久磁铁ZT与常闭型干簧管AG靠得很近，由于ZT的磁力作用，导致AG内丙触片断开，三极管VT无偏流而截止，此时时基集成电路IC的?脚呈高电平，1故IC处于复位状态，IC的?脚输出低电平，继电器J无电流不吸合，换气扇和照明灯均11 处于断电状态。一旦有人进入卫生间，在进门的瞬间必然导致ZT与AG的距离增大，而使得ZT的磁力线不能作用于AG上，故AG内两触片复位接触，此时三极管得到偏流而导通。VT导通后使IC的?脚变为低电平(仅为VT的饱和压降值)，IC触发置位，此时IC的?11脚由原来的低电平跳变为高电平，继电器J励磁吸合。J吸合后，其常开触点J闭合，换,11气扇M通电工作，开始排气。与此同时，J的另一组常开触点J也闭合，照明灯H通电,12 点亮，其高度可由R调节。如果是白天，由于有较强的光线照射在光敏电阻C上，从而PdS使C的内阻很小，移相电容器C两端的电压不足以使触发二极管2ST导通，故VS无触dS6 发电流而阻断，照明灯H不会点亮。夜晚由于没有阳光照射在C上，因而C的内阻变得dSdS很大，相当于开路，此时2ST导通，VS导通，照明灯H点亮。IC的单稳态工作时间由1.1RC32的数值确定。调节R可以改变照明灯H的亮度。R可选用电位器或实芯可变电阻器。当发PP 现继电器J吸合无力时，可减小R的阻值或干脆免去不用。整个电路焊接调试合格后，装4 入一只塑料盒即可投入使用。 ,.,.,主电路 主电路如图,.,所示，它有整流桥D-D、电磁继电器，白炽灯，换风扇组成。 14 图1.2主电路图 ,.,.,磁开关电路 卫生间门关上时，永久磁铁ZT与常闭型干簧管AG靠得很近，由于ZT的磁力作用，导致AG内丙触片断开，一旦有人进入卫生间，在进门的瞬间必然导致ZT与AG的距离增大，而使得ZT的磁力线不能作用于AG上，故AG内两触片复位接触，此时三级管导通。 ,.,.,单稳态延时电路 所谓单稳态电路就是具有两种状态的的电路,其中一种是稳定的状态(稳态),另一种是暂时稳定的状态(暂稳态)。它是由信号输入电路、控制电路和执行电路组成的。利用单稳态电路可以实现:实时控制自动恢复,定时控制,延时控制等多种功能。单稳态延时电路是由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。 它具有以下三个特点: (1)它有一个稳态和一个暂稳态; (2)在外来脉冲信号作用下，能立即从稳态翻转到暂稳态; (3)暂稳态维持一段时间后，能自动返回到稳态。 图1中IC及其外围元件组成了单稳态延时电路。当有人进入卫生间时IC的?脚为低电平变为高电平，且?和?有输入时，使继电器开始工作，灯泡点亮换气扇转动，并开始延时，延时时间为t=1.1RC。在延时期间，灯泡一直处于点亮状态，换气扇一直处于转动状态，32 一旦延时时间到达之后，IC单稳态电路就会翻转，其?脚有高电平翻转为低电平，这一信号使Q的基极为低电平而截止，J继电器线圈得电释放，切断了灯泡和换气扇的供电而停止1 工作。 ,.,.,继电器电路 当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器就是时间继电器。 当线圈加上信号后，通过减缓电磁铁的磁场变化而后的延时的时间继电器叫电磁时间继电器;由分立元件组成的电子延时线路所构成的时间继电器，或由固体延时线路构成的时间继电器叫电子时间继电器;由电子或固体延时线路和电磁继电器组合构成的时间继电器叫混合式时间继电器。它们的作用原理都相同，就是在时间继电器线圈上加入或断开电源，经过你给定的时间后而动作，来控制主线路的接通与断开。 电磁继电器一般由 电磁铁,衔铁,弹簧片,触点 等组成的，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路两部分构成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。 ,.,.,电源电路 图1中D,D、R、RVDW、U共同构成了1444、 控制电路的供电产生电路。其中D,D构成14 桥式整流电路，R、VDW构成并联型稳压电4 路。220V交流电压经电源变压后，从其次级输 出交流低压。该电压经桥式整流整流，C滤波，4 VDW稳压后到的直流电压经加IC到的输入端， 作为IC和继电器,电路的工作电源。 照明灯换气扇电源，直接由220V工作电源 提供。 图1.4电源电路 ,.,.,光控照明灯电路 光控电路如图1.6所示，由C，C6，2ST组ds 成。由于光敏电阻C的阻值反映了光线的强弱，ds 所以在白天或夜晚有较强的光线时，较强的光线 照射在光敏电阻C上，从而使C的内阻很小，dsds 移相电容C6两端的电压不足以使触发器二极管 2ST导通，故VS无触发电流而阻断，照明灯H不 会亮。夜晚或白天光线比较弱时，由于没有较强 的光线照射在C上，因而C的内阻变的很大，dsds 相当于形成开路，此时2ST导通，从而使Vs导通， 照明灯点亮。 图3.5光控电路 2单稳态延时电路仿真图 +12 R11000k U1D143R2R3RQ10k5k17LED-BIRGDC 5CV 2618TRTHGNDVCC 555Q1C3C2C1FMMT491A0.01u0.01u47u 图2单稳态延时电路仿真图 由于仿真软件里没有磁开关所以用了按键开关代替实质电路里的磁开关。由于仿真软件里找不到光敏电阻、继电器和双向触发二极管所以完整的电路不能仿真，只能仿真那单稳态延时的那部分。 3使用方法 当卫生间门关上时，换气扇和照明灯均处于断电状态。一旦有人进入卫生间，在进门的瞬间故AG内两触片复位接触，此时三极管得到偏流而导通，此时IC的?脚由原来的低电1 平跳变为高电平，继电器J励磁吸合。J吸合后，其常开触点J闭合，换气扇M通电工作，,11 开始排气。与此同时，J的另一组常开触点J也闭合，照明灯H通电点亮，其高度可由,12 R调节。如果是白天，由于有强光线照射在光敏电阻C上，从而使C的内阻很小，照明PdSdS灯H不会点亮。夜晚由于没有阳光照射在C上，因而C的内阻变得很大，相当于开路，dSdS 此时2ST导通，VS导通，照明灯H点亮。开门进入卫生间后，尽管门又关上，此时由于IC1的单稳态作用，电路仍处于换气及照明(夜晚)状态，开门走时，导致ZT远离AG，之后再次关门，导致ZT又靠近AG，延时一段时间，灯和换气扇均会自动停止工作。 4设计过程中遇到的问题及解决方案 设计中遇到的问题 1)单稳态延时电路中用到的555驱动不了是继电器不工作。 2)延时时间太长。 3)买不到双向触发二极管。 解决问题的方案 1)用NE555而不用其他型号的555，因为其他型号的555虽然也能起到延时的作用，但驱动不了继电器，从而不能对换气扇及灯泡工作。 2)延时时间由由1.1R3C2的数值确定，所以R3、C2的取值一定要适合，一般R2 电阻 5.1K，C2 电解电容 47μ。 3)用500 K的电阻代替双向触发二极管，也能起到同样的作用效果。 5设计心得 1、通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在整个设计过程中，我通过这个方案包括设计了一套电路原理，和芯片上的选择。熟悉NE555，继电器，光敏电阻，可控硅双向触发二极管。 2、在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。 3、我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。 平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 参考文献 [1]肖景和.555集成电路[M].北京:人民邮电出版社.2007.58-76. 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