太阳能光控开关电路的制作

太阳能光控开关电路的制作 作者：雷振中 　　很多居民区或市民广场都在草坪、绿地设有草坪灯，用于夜间亮化环境。但很多草坪灯的开关没有实现自动化。现介绍一种光控开关，利用太阳光的强弱变化，使草坪灯自动开启和关闭。 　　一、工作原理
   本光控开关如附图所示，该电路由非晶硅电池（光电池）、继电器、可调电阻、三极管、9V直流电源、手动开关等构成。继电器主接点1、2为线圈接点，3、4接常闭触点，3、5接常开触点，其中3、4、5与负载电路相连。当光照的光通量大于220 Lm时，将S处于闭合位置，电源电压使三极管正偏导通，继电器吸合，使控制负载的常闭触点3、4断开，常开触点3、5闭合，使路灯或灯塔回路断开，将其熄灭。当遇着阴雨天，光照恰好在220 Lm以下值，且路灯处于熄灭状态时，需要将复位开关S断开，继电器释放，使电路恢复原始状态。 　　二、元件选取 
    非晶硅电池采用6个导通单元，37.82cm2，引出正负极；继电器采用高灵敏度的，其动作电压为9V，内阻在300Ω～2kΩ均可用。    表1室外，下午2：00。光源：太阳(电气参数)   光源 开路电压 带负载电压 最小工作电压 (开路) 最小电压的 电池面积 电池材料 最小导通 单元数 环境温度 太阳 4V 1．2V 2．3V 18．9cme 非晶硅 3个 23℃      注：测试的太阳能电池分为6个导通单元，37．82cm(平方)。         表2 在房间里，晚上8；00，光源：照明灯泡（物理参数）   光源(白炽灯) 光通量(lm) 光源与电池板的垂直距离(cm) 太阳能电池面积(cm2) 继电器启动时光源与电池板距离(cm) 备注 40瓦(磨砂) 245 6 37.82 7 环境温 25瓦 220 3.5 37.82 4 度14℃
    三、制作与调整
    光控开关电路部分应放在室外工作，但不能受雨、露、雾及潮气的侵蚀。为此可采用以下两种措施进行保护。 　　1.给光电池加上玻璃罩。找一个废旧大灯泡，用软铅笔沿要割去的位置画线，用串有100瓦灯泡的市电接在画线的断开处通电（注：操作时请注意安全），则灯泡自然从画线处断开。再用细砂纸轻轻地把断口磨平，玻璃罩就做成了，玻璃罩内放光电池，并用环氧树脂粘牢，封上火漆，从罩内引出光电池的正负极。 2.把光电池固定在一个塑料盒表面上，在盒上钻上小孔，将电路的其他部分置于盒内，放上干燥剂，引出负载线和开关线，再将塑料盒紧闭即可。 　　继电器、三极管、电池、可调电阻都按线路焊接在敷铜板上。可调电阻值调到51Ω处。若整个电路已无故障，就可对光控开关进行测试。 　　光控开关灵敏度的测试至关重要，可采用阳光照射遮盖面积法。用最低电压电池板面积（最小导通单元个数）确定灵敏度（见表1）。也可以用室内白炽灯照射法（见表2），用灯泡的瓦数与太阳能电池的直接距离来确定。 　　由此可见，该光控开关在光通量达到220 Lm时继电器就会工作，使得负载电路断路。从而达到白天自动关灯的要求。但是该装置是一个单向开关，不能再在光照低于220 Lm的时候使灯泡负载电路接通，所以要在继电器工作后，人为地将开关S断开再闭合才能使灯泡电路工作并完成下一次的光控过程。 　　如果将开关S换成一个24小时程控定时器，将最小设定单位改成O.18时间间隔，可实现光控开关的双向性，完成全自动过程。