风扇是炎炎夏日里必备的消暑工具，在电子技术高速发展的今天，许多风扇依旧采用机械按键与机械定时器结合的传统操控方式。此类风扇寿命短、故障率高，操作起来也很麻烦。另外机械定时器定时也不够准确，尤其在进行数分钟的短时间定时，与实际时间相去甚远，缺点明显。机械定时器在工作同时还要发出“口口”齿轮运转的声音，加重了风扇运转时的噪音干扰。
本文介绍一种程控风扇电子线路。该线路仅由两片微功耗集成电路及少量电子元件构成，简单明了、制作容易、成本低廉，而且性能良好，可供传统风扇改造升级使用。
上图为程控风扇的电子线路原理图。
电路原理
与传统风扇一致，程控风扇同样由定时电路与风速调节两部分组成。CMOS电路MC14060负责定时功能，CD4017则完成风扇转速的控制。
定时电路：MC14060是摩托罗拉公司生产的十四位二进制计数器电路。此类电路种类繁多，之所以选用MC14060，是因为它内部还集成了振荡电路，从而可使电路得到简化，设计起来更加容易。MC14060引脚分布如下图所示。
电阻R2、R3，电容C3与MC14060内部电路，构成阻容振荡器。振荡器频率主要取决于R2、R3、C3的数值，可近似表示为f≈1÷2.3÷(R2+R3)÷C3（电阻单位为欧姆，电容单位为法拉）。MC14060复位后，时钟电路起振，MC14060对时钟输入进行分频计数。MC14060第3脚为14级分频计数输出端，取这一端，作为定时控制。通过计算，可以得出14级分频输出脉冲宽度为8192÷f(f为时钟频率)，这．就是定时时间。
由这个公式可以看出调节时钟频率即可调节定时时间。调节时钟频率可以通过调节电阻或电容两种方式。可变电容的调节范围有限且稳定性与容量也都有所局限。而可调电阻调节范围广，稳定性好，所以，本制作采用了电位器调节方式。将固定电阻R2接入振荡电路，用来决定定时时间的下限，即最小定时时间，这个时间大约为5分钟。当R3阻值调至最大时，时钟频率达到最低，此时定时时间最长，本电路中可达50分钟。所以调节电位器，定时器的定时时间可从5—50分钟无级变化。如需准确定时，可用时钟进行校正。电子定时器稳定性极好，常温下变动不会超过千分之一。
风扇转速控制电路：风速的切换由CD4017完成。CD4017为十输出译码电路。它的引脚分布以及输入、输出时序如下图所示。
CD4017内部包含五只触发器，可完成对时钟脉冲的计数译码。它有O~9十个译码输出端，当时钟端输入计数脉冲，则十个输出端会循环输出高电平。由于风扇仅有待机、低速运转、中速运转、高速运转四种状态，而CD4017每十个时钟脉冲才循环一次。所以要作出校正，当第四个时钟脉冲到来时，CD4017的第10端（译码输出“4”）输出高电平，将此高电平通过二极管D5传回第15脚（复位端），使CD4017自动复位，译码输出“0”端（3脚）进入高电平状态，风扇进入待机。这样，每四个时钟，CD4017即可完成一次循环(下图)。
CD4017通电复位后，第3脚（译码输出“0”）输出高电平，发光管D4点亮，指示风扇进入待机状态。按下AN1按键后，风扇启动，CD4017第二脚（译码输出“1”）输出高电平，三极管Tl导通，继电器K1触点闭合，风扇电机低速绕组通电，进入低速运转状态。AN1再次按下时，同理可使风扇进入中速运转……当按键按下四次后，风扇完成低速一中速一高速的循环，重新进入待机状态。C5、R7可滤除外界干扰，保证风扇转速稳定切换。
需要注意的是CD4017的13脚为时钟允许端，这一端必须接低电平，CD4017才能正常工作。
风扇的定时通过对CD4017复位端的控制来完成。MC14060与CD4017均采用高电平复位。当风扇通电后，CD401首先复位，进入待机状态，它的3脚输出高电平，这样使得MC14060的复位脚12端维持高电平状态，MC14060各分频输出端输出低电平，RC振荡器停止振荡。当风扇进入运转状态时，CD4017的3脚变为低电平，从而使MC14060的复位端12脚电平变低。MC14060开始进入工作，各分频输出端输出计数脉冲，定时时间到来后，3脚输出高电平，通过二极管D4将这个高电平传到CD4017复位端，CD4017复位后，风扇停止运转，进入待机状态。同时CD4017的3脚将高电平传导回MC14060的12脚，并维持高电平，使定时电路复位，停止工作。
整机电源直接取自220V交流电压。采用电容降压全波整流电路，并经过二极管稳压，取得5V、100mA左右的稳定5V电压提供电路使用。这样就直接降低了电路成本，同时电路也得到了简化。
元件选择
继电器K1、K2、K3选用标称电压5V的小型继电器，继电器两端需要加接反向电压限制二极管D6、D7、D8，用来保护继电器驱动电路。由于CMOS电路驱动能力有限，所以驱动继电器的三只三极管T1、T2、T3要选用放大倍数较高的管子，这里选用的2sc945放大倍数为200左右。D1选用5V稳压二极管，标称耗散功率1W，这里使用IN4733。降压电容C1耐压要在400V以上。按键AN1使用小型轻触式按键。
注意事项 由于整机电源直接取自220V市电，需要一定的操作技能。不习惯的话，可采用5V外接稳压电源进行试机，电路正常工作后，再接入220V电压，稍微调整即可。此电路，只要焊接无误，一般来说是不需要调试都能正常工作。
定时功能不使用时，需将定时电位器R3阻值调到最大。因为风速控制电路直接控制定时器的工作，只要风扇开始运转，定时电路便会自动启动。这样的好处是，即便操作者临时走开，一时忘记关闭风扇，最大定时时间一到，风扇也会自行关闭。
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