教學樓照明白自動控制電路

我們學校有50個教學班，教學樓有15個教師辦公室。每個教室有11盞40W照明日光燈，每個辦公室還有2盞。這樣算下來，學校用于教學樓的照明用電為：

50×11×50W+15×2×50W=29000W(每盞燈的實際功耗約50W)，即有接近30KW的照明用電。由于學校一直沒有安排專人開關電燈，不管什么季節、什么天氣，自早晨開燈(6:00左右)，一直到晚自習下課(22:50左右)從不關燈。浪費確實太大。很是令人心疼。

其實，每天7:30到晚自習上課18:30這段時間完全可以關燈。所以學校因教學樓照明一天浪費的電能就有330度左右，按0.6元，度計算，每天多出電費約200元，若一年在校300天，則每年學校要多支付6萬元的電費，用它可以支助多少個貧寒學子啊!

在通用技術課上，老師為我們算了這筆帳，也為我們提出了一個設計課題，那就是為學校解決教學樓照明系統的長明燈問題。同學們經過思考，一致決定設計一個自動控制電路，輔助白天的自動關燈。后來，我們在老師的親自指導下，為學校設計了教學樓照明系統自動控制電路，經實際使用證明，效果很好，現就設計制作等介紹如下。

一、電路原理圖

自動控制電路原理圖如下圖所示：

該控制電路的執行部分(JK21、JK22、JK23)串聯在總閘刀開關和照明電路之間。整個控制電路由環境光照檢測、電壓比較輸出、防干擾電路、控制執行電路和電源電路等幾部分組成。

由R1及光敏電阻RG組成環境光照檢測電路，R2及RP提供比較電壓，LM386及外圍元件等組成比較電路(信號處理電路)，R3、R4及c4組成抗干擾電路，BG、兒、J2等組成控制執行電路，B、QL、7809等組成控制電路的電源部分。

二、電路工作原理

RG是一個光敏電阻，它的阻值與光照強度有關，光照越強，阻值越小。當清早開起照明部分的總閘刀開關時(控制電路的電源取自總開關之后，也因此得電工作)，由于環境光照還很弱，RG阻值很大，此時LM386的3腳電位高于2腳(3為同相輸入，2為反相輸入)，因此5腳輸出高電平、BG飽和導通(略有延時)，兒得電吸合，其常開觸點JKll閉合，交流接觸器J2也因此得電吸合，它的三個常開觸點JK21、JK22、JK23閉合，接通整個照明系統。當環境光照逐漸增強時，LM386的3腳電位也逐漸降低。當該電位低于2腳時，LM386翻轉，即5腳輸出低電平，BG截止，J1、J2均釋放，JK21、JK22、JK23斷開，切斷照明系統的供電，達到了節電的目的。

傍晚時分，由于環境光照逐漸降低，RG阻值逐漸增大，LM386的3腳電位開始回升。當環境光照降到一定程度時，RG的增大引起LM386的3腳電位再次高于2腳，5腳由低電位翻轉變成高電位，BG又飽和導通，恢復照明系統的供電，只有晚自習下課關斷總開關方可切斷供電。

電路中，由R3、R4、c4組成防干擾電路(R3可用一只二極管如1N4148替代)，它可防止黑暗中的突然閃光如閃電的干擾而突然終止供電的麻煩。當出現閃電等短時間閃光時，LM386短時間輸出低電平，但C4兩端電壓不突變。在一定時間內繼續維持BG導通而保證供電不因突然閃光而中斷。

電路中，在JKll兩端設置了一個按鈕開關AN，其作用是方便白天因維修等作業需要強行供電的需要。當按下AN時，控制電路便不起作用，可實現強行供電(平時AN應處于斷開狀態)。并聯的C7(0.001U1KV)是用來吸收因兒斷電產生的高壓脈沖而保護觸點。

三、元件選擇、安裝調試等注意事項

所有電阻用1/4W碳膜即可，電容耐壓應為16V以上，ICl也可用其他電壓比較器，BG的放大倍數不應低于100，Jl為6-9V直流繼電器。觸點應能承受250V以上的交流電壓，交流接觸器的觸點容量不應小于IOOA，電源變壓器B是一個對安全十分重要的元件，電路耗電雖然不大，但因長期通電，故容量不應小于10VA。其余元件及參數見圖中標注。

安裝時，光敏電阻應裝在一個不透光的圓筒中，一端用一塊圓玻璃片封裝，以防雜散光源干擾和雨水的影響。該圓筒玻璃窗口向上豎直安裝在教學樓頂，再用細長導線引至控制電路。電路的調試主要是確定環境光照達到什么程度時接通或切斷供電，這可通過調節RP來實現。調定后，建議用一阻值接近的固定電阻來代替RP，以防日后RP變值影響控制電路的參數。

(指導老師：閭松茂 楊金耿)