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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)
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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 |
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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）
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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 |
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40瓦(磨砂) |
245 |
6 |
37.82 |
7 |
环境温 |
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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。
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