目前,越來越多的家電都具有待機(jī)功能,在給人們帶來方便韻同時也造成了能源的浪費(fèi)。雖然在不使用這些電器時可以拔下電源插頭,但很多人嫌麻煩。本文介紹一種采用通用元器件設(shè)計的成本低廉的微功耗遙控節(jié)電插座,簡單易制,工作穩(wěn)定,可在80m2以下的房間內(nèi)任何方位遙控接通或關(guān)斷彩電等電器的總電源。在被控電器斷電后,該遙控節(jié)電插座電路自身所消耗的總電流僅為100μA。本裝置的最大特點(diǎn)是遙控信號發(fā)射器是一個體積小巧的橡膠氣囊(電子市場有售)不需電能,捏一下氣囊即可發(fā)出亞超聲遙控信號,結(jié)實耐用,攜帶方便。此外,該遙控節(jié)電插座也非常適合行動不便的老年人或殘疾人用來遙控室內(nèi)的電燈、電風(fēng)扇等電器。
工作原理該遙控節(jié)電插座由微功耗穩(wěn)壓電路、微功耗亞超聲遙控信號接收電路及控制電路組成,其電路原理如圖所示。
圖中,VD2、VT4及R7、C6組成微功耗穩(wěn)壓電路。通電后,220V市電經(jīng)VD2半波整流,R7降壓限流,C6濾波及VT4發(fā)射結(jié)穩(wěn)壓后(采取適當(dāng)?shù)南蘖鞔胧┖罂晒ぷ饔诜聪驌舸顟B(tài),經(jīng)試驗,可長期穩(wěn)定工作),產(chǎn)生約7.2V的穩(wěn)定直流電壓供遙控信號接收電路使用。VT4在此作微功耗穩(wěn)壓管使用,同普通硅穩(wěn)壓二極管相比,用硅三極管發(fā)射結(jié)構(gòu)成的穩(wěn)壓管工作時自身只需消耗幾十微安以下的電流便可具有良好的穩(wěn)壓作用(普通硅穩(wěn)壓二極管在如此小的電流下工作,其穩(wěn)壓性能將變得很差,甚至失去穩(wěn)壓作用)。經(jīng)實測,90B型硅三極管發(fā)射結(jié)的穩(wěn)定電壓在7.2V左右(與β值有關(guān)),其工作電流(即流過發(fā)射結(jié)的反向電流)即使降至幾微安,穩(wěn)定電壓仍基本不變。由于采用此微功耗穩(wěn)壓電路供電,在等待狀態(tài)下,該遙控節(jié)電插座整個電路的總功耗僅有22mW。
BE為壓電陶瓷片,在此作聲一電換能器使用VT1,VT2及L、C2等組成微功耗高增益選頻放大器,其工作電流在35μA左右,選頻頻率由L和C2決定,這里定在16kHz附近,同氣囊發(fā)出的亞超聲的頻率很接近。IC為CMOS雙D觸發(fā)器,其內(nèi)部一個觸發(fā)器接成雙穩(wěn)態(tài)電路,用以控制VMOS管VT5的導(dǎo)通與截止;另一個接成單穩(wěn)態(tài)電路,以對雙穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)脈沖進(jìn)行整形,使其能可靠翻轉(zhuǎn)。
C7、C8及VD3~VD8等組成一個工作受VT5控制的電容降壓式整流穩(wěn)壓電路。工作時,產(chǎn)生24V的穩(wěn)定電壓為繼電器K供電。平時因VT5截止,該穩(wěn)壓電路不工作,K失電,其常開觸點(diǎn)斷開,插座X2無電,所以被控電器不互作。
捏一下氣囊,BE便會接收到亞超聲遙控信號,并將其轉(zhuǎn)換成電信號送至VT1基極。此信號經(jīng)VT1、VT2放大及L、C2選頻后通過C3加至VT3基極,使平時處于截止?fàn)顟B(tài)的VT3瞬間導(dǎo)通,其集電極輸出的脈沖經(jīng)IC內(nèi)部單穩(wěn)態(tài)電路整形后,變成一個邊沿陡直的觸發(fā)脈沖加至雙穩(wěn)態(tài)電路的CP2端(即IC的3腳),使其翻轉(zhuǎn),Q2端變?yōu)楦唠娖剑琕T5導(dǎo)通,220V交流電經(jīng)C7降壓,VD3~VD6整流,C8濾波,穩(wěn)壓二極管VD7及發(fā)光二極管VD8(在此既作2V穩(wěn)壓管又作指示燈使用)穩(wěn)壓后,產(chǎn)生24V的穩(wěn)定直流電壓使K通電吸合,其常開觸點(diǎn)閉合,被控電器得電工作,此時VD8亦點(diǎn)亮。
若再捏氣囊,IC內(nèi)部雙穩(wěn)態(tài)電路的Q2端便又重新變?yōu)榈碗娖剑琕T5截止,可控穩(wěn)壓電路停止工作,VD8熄滅,K失電,觸點(diǎn)K斷開,被控電器斷電停止工作。此時,該遙控節(jié)電插座處于微功耗等待狀態(tài),整機(jī)電路所消耗的總交流電流實測在100μA左右。
元器件的選擇IC選用CMOS雙D觸發(fā)器MC14013,亦可用CD4013和TC4013。
三極管VT1、VT2用9014,要求VT1的β值在120左右,VT2的β值在350左右,VT3用9015,要求β≥250,Iceo《0.1μA;VT4用9013,β值在120左右;VT5用IRF840型VMOS場效應(yīng)管。VD7用穩(wěn)壓值為22V的IN4748A型硅穩(wěn)壓二極管,VD8用φ3mm的圓形綠色發(fā)光二極管。L用直流電阻小于25Ω的色碼電感。C2、C7皆用滌綸電容,C7的耐壓值應(yīng)不低于630V。
電阻皆用1/4W的金屬膜電阻。BC宜用亞超聲遙控開關(guān)里用的那種壓電陶瓷片,若買不到,亦可從廢舊亞超聲遙控開關(guān)內(nèi)拆得。K選用工作電壓為24V的JZC-23F型繼電器,其觸點(diǎn)容量為5A/220V(AC)。氣囊可在電子市場購得。插頭、插座可自制,亦可從一些舊聲控開關(guān)內(nèi)拆得。其余元器件無特殊要求,可按圖標(biāo)數(shù)值選用。下圖為該遙控節(jié)電插座的印制板圖。
制作、調(diào)試及使用為制作方便,全部元器件可裝在一個舊聲控開關(guān)的外殼內(nèi)。插座要焊在印制板上,插頭焊在印制板的背面。
該遙控節(jié)電插座只要按圖示數(shù)值選用元器件,且焊接無誤,一般不需調(diào)試即可正常工作。其遙控距離可達(dá)10m以上,若達(dá)不到此數(shù)值,可仔細(xì)調(diào)整氣囊頂部小塑料塞(見圖1)插入氣囊的深淺度,使其發(fā)出的亞超聲的頻率與電路的選頻頻率一致。若電路的抗干擾能力不夠強(qiáng),可減小電容C4的容量,或在C4正極與VT2發(fā)射極之間串聯(lián)一只3kΩ以下的電阻(其具體阻值可由試驗確定)。
使用時,只要將該遙控節(jié)電插座的插頭插入220V電源插座,被控電器(如彩電)的電源插頭插入該遙控插座,捏一下氣囊,被控電器即得電工作,此時指示燈VD8亦點(diǎn)亮。若再捏氣囊,VD8熄滅,被控電器總電源被切斷而停止工作,此時該遙控節(jié)電插座處于微功耗等待狀態(tài)。該遙控插座在89平方米以下的房間內(nèi)使用,任何方向皆可控制。若多備幾個氣囊,還可供多人使用。
由于該遙控節(jié)電插座直接與220V交流電相接,在制作、調(diào)試時應(yīng)注意安全。
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遙控插座
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關(guān)注
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