自動調節亮度的汽車車內頂燈設計

李 源

（昆明冶金高等專科學校，云南 昆明 650033）

現代轎車中，為了方便車上乘員夜間上下車或者在車上閱讀等，在車內頂部安裝了頂燈，車內頂燈受頂燈開關和車門雙重控制。車內頂燈只要工作，在任何時候的亮度都是一樣的，不能夠根據外界光照亮度來自動調節車內頂燈的亮度。根據現有技術的不足，本文提出一種自動調節亮度的車內頂燈，通過光照強度改變光照傳感器的電阻值，進而改變通過車內頂燈的電流，解決當前缺少根據車內亮度情況自動調節車內頂燈亮度的技術問題，具有可根據環境的光強度自動調節車內頂燈亮度的效果。

1 自動調節電路圖設計

圖1為自動調節亮度的車內頂燈設計電路圖，包括頂燈L和自動調節電路。其中，自動調節電路包括電阻R、光照傳感器Rx、二極管D、三極管VT、繼電器J、聯動開關、左前車門開關K3、右前車門開關K4、左后車門開關K5、右后車門開關K6，其中聯動開關上有第1分開關K1和第2分開關K2。三極管VT的基極分別與電阻R的一端和光照傳感器Rx的一端相連，發射極搭鐵，并與電阻R的另一端相連。三極管VT的集電極分別與繼電器J和二極管D的正極相連，二極管D的負極與光照傳感器Rx的另一端以及聯動開關的第1分開關K1連接。左前車門開關K3、右前車門開關K4、左后車門開關K5和右后車門開關K6并聯后的一端搭鐵，另一端經繼電器J與聯動開關的第1分開關K1的一端連接，K1的另一端與頂燈L的一端連接。聯動開關的第2分開關K2的一端搭鐵，另一端與頂燈L的一端連接，頂燈L的另一端由12V電源供電。

圖1 一種自動調節亮度的車內頂燈設計電路圖

圖1中的光照傳感器Rx如圖2所示，包括光敏電阻11、光電耦合器12、電路板、金屬接線柱a、金屬接線柱b、開關13、電源12；光敏電阻11、光電耦合器12、金屬接線柱a、金屬接線柱b、開關13、電源14固定在電路板上。金屬接線柱a與光敏電阻11一端實現電連接，光敏電阻11另一端與光電耦合器12的第3腳實現電連接，光電耦合器12的第4腳與金屬接線柱b電連接。光電耦合器12的第1腳與電源14的正極電連接，電源14的負極與開關13一端電連接，開關13另一端與光電耦合器12的第2腳電連接。

圖2 光照傳感器結構圖

2 電路分析

K1和K2是聯動開關，分為位置0、或位置1和位置2，即K1和K2同時在位置0、或位置1、或位置2。 K3為左前車門開關，當左前門關閉時，K3斷開，當左前門打開時，K3閉合；K4為右前車門開關，當右前門關閉時，K4斷開，當右前門打開時，K4閉合；K5為左后車門開關，當左后門關閉時，K5斷開，當左后門打開時，K5閉合；K6為右后車門開關，當右后門關閉時，K6斷開，當右后門打開時，K6閉合。Rx為光照傳感器，安裝在車內頂部，當光傳感器接收的光亮多時，其電阻值變小；當光傳感器接收的光亮少時，其電阻值變大。通過改變Rx的電阻值，來決定三極管VT是導通還是截止。D為二極管，釋放繼電器J線圈的反電動勢。

1）當K1和K2同時在位置0，頂燈L電路斷路，即頂燈L不亮。

2）K1和K2同時在位置1時，電流：電源 （正極）→頂燈L→K2（位置1）→電源 （負極），頂燈L有電流，頂燈L亮。

3）當K1和K2同時在位置2時，分為兩種情況：第1種情況是車內光線充足 （不需要頂燈照明），此時光傳感器接收的光度強，其電阻Rx變小，有電路1：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→Rx→R→電源 （負極） （頂燈L上流過的電流很少，所以此時頂燈不亮），由于電阻Rx變小，則Rx上的電壓降減小，R上的電壓降增大。當R上的電壓降增大到一定程度時，三極管VT導通，則電路2：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J線圈→三極管VT→電源 （負極） （頂燈L上流過的電流很少，所以此時頂燈不亮），繼電器J線圈有電流流過，其常閉觸點斷開，此時即使K3、或K4、或K5、或K6閉合，頂燈L也不亮，節省電源。

第2種情況是車內光線不足 （需要頂燈照明），此時光傳感器接收的光度弱，其電阻Rx變大，電路1：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→Rx→R→電源 （負極） （頂燈L上流過的電流很少，所以此時頂燈不亮），由于電阻Rx變大，則Rx上的電壓降增大，R上的電壓降減少。當R上的電壓降減少到一定程度時，三極管VT截止，則繼電器J的線圈失電，其常閉觸點閉合。此時，若打開左前車門開關，則K3閉合，電路：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J的觸點 （閉合）→左前車門開關K3（閉合）→電源 （負極），頂燈自動亮；若打開右前車門開關，則K4閉合，電路：電源（正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J的觸點 （閉合）→右前車門開關K4（閉合）→電源 （負極），頂燈自動亮；若打開左后車門開關，則K5閉合，電路：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J的觸點 （閉合）→左后車門開關K5（閉合）→電源 （負極），頂燈自動亮；若打開右后車門開關，則K6閉合，電路：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J的觸點 （閉合）→右后車門開關K6（閉合）→電源 （負極），頂燈自動亮。實現根據車內光線強弱，自動控制車內頂燈的亮或滅。

二極管D是釋放繼電器J線圈的反電動勢，當繼電器J線圈斷電時，將產生反向高電動勢，釋放電路：繼電器J線圈（+）→二極管D→繼電器J線圈 （-）。

3 總結

本設計解決了當前缺少根據車內亮度情況自動調節車內頂燈亮度的技術問題，具有可根據環境的光強度自動調節車內頂燈亮度的效果。