一种光电控制的定时电路

　　一、光电控制定时器的结构

　　该控制器由定时控制电路、光电控制电路和电灯驱动电路三部分组成，如上图所示。
　　
　　其中，光电传感器检测环境光线的强弱，将光的亮度信号转换成电流信号，再通过光电控制电路变换成电压控制信号。当环境光线强度降低到一定程度，光电控制电路输出高电平信号，通过电灯驱动电路把照明灯点亮，同时启动定时控制电路开始定时。到达预定时间后，定时控制电路输出高电平信号，通过电灯驱动电路把照明灯熄灭，完成一次控制过程。光电控制定时器电路如下图所示。下面分别介绍光电控制定时器各部分的工作原理。

　　二、定时控制电路

　　定时控制电路是由R1、R2、C1、lCl和IC2组成。lCl的型号为CD4060，该芯片由两部分组成，一部分是振荡器，另一部分为分频器。分频器是由触发器组成的14位二进制串行计数器，在时钟脉冲的作用下进行增量计数，且所有输入端和输出端都有缓冲级。振荡器可以外接石英晶体构成高精度的晶体振荡器，也可以通过外接电阻和电容构成RC振荡器．如下图所示。
　　
　　振荡频率由R1、C1决定，具体计算方法见下面公式：
　　
　　f=1/(2.3R1C1)
　　
　　例如取R1=4.3KQ，C1=O.1μF，则振荡器输出信号频率f≈1kHz。经CD4060的14级分频后，由Q14脚输出。
　　
　　IC2的型号为CD4020，它是14位二进制串行计数器/分频器。它在电路中的作用是对CD4060输出脉冲进行分频，可从CD4020的Q8～Q11的任一管脚输出脉冲信号，实现延时的功能。当振荡器的频率f≈一1kHz时，可得到1—9小时的延时时间。注意DIP开关K1每次只能选中CD4020的Q8～Q11中的一个管脚，不能同时选两个。
　　
　　当IC4芯片的2脚输出高电平时，ICl和IC2被复位，定时器不工作；当IC4芯片的1脚输出高电平时，照明灯亮，2脚输出低电平，使定时器开始定时，定时时间由K1开关1～4的开关位置决定；当定时时间到时，IC2输出高电平使IC4复位，IC4的1脚输出低电平，使照明灯熄灭；104的2脚输出高电平，使ICl和IC2复位，定时器停止工作，准备下一个循环过程。

　　三、光电控制电路　　

    光电控制电路由光敏三极管T1、R3、C2、IC3组成。光电传感器采用的是光敏三极管T1，其型号为3DU132，反向击穿电压45V，暗电流≤O.3uA，光电流≥2mA。光敏三极管在原理上类似晶体管。只是其集电结为光敏二极管的结构，由于基极电流可由光敏二极管提供，故一般没有基极引脚。如在光敏三极管集电极c和发射极e之间加电压使集电结反偏，在无光照时ce问只有漏电流Iceo，称为暗电流。有光照时，将产生光电流Ib，同时Ib。被放大形成集电极电流Ic。在使用光敏三极管时除了实际运行时电参数不能超限外，还应考虑入射光的强度是否恰当，过强的入射光将使管芯温度上升，影响工作的稳定性。
　　
　　IC3电路的型号为NE555，由它构成一个施密特触发器。白天有光线照射时，光敏三级管T1有光电流输出，通过R1转换成发射极电压Ve。当Ve≥3.3V时，IC3的3脚输出低电平；当夜晚无光照射时，T1输出暗电流；当Ve≤1.7V时，IC3的3脚输出高电平，将IC4置位，使照明灯点亮。

　　四、电灯驱动电路

　　电灯驱动电路由R6、V1、C5和IC4组成。V1是固态继电器，其型号为TLP3023，触发电流为5mA，正向电流为50rTlA。R6为限流电阻，C5为保护电容，IC4的型号为CD4013，是双D触发器；这里只使用了一半，另一半的输入端应接地，输出端悬空。
　　
　　当IC3输出高电平时，IC4被置1时，IC4的1脚输出高电平，通过R6使V1内的发光管发光，使V1内双向可控硅导通，照明灯点亮。当IC2通过DIP开关K1输出高电平时，IC4被复位，IC4的1引脚输出低电平，V1内双向可控硅截止，照明灯熄灭，同时还使ICl、IC2复位，停止定时。

　　本光电控制定时器除了可用于家居防盗外，还可用于公共场所的照明自动控制，达到节电的目的。
　　
　　该电路具有简单、可靠的特点。其中的定时控制电路，当时钟频率为1KHz时，定时时间可达72小时。如果把振荡电路中的R1、R2、C1换成晶体振荡器，还可实现精准定时。

本文关键字：光电  时钟-定时电路，单元电路 - 时钟-定时电路