教室照明光感節(jié)電控制器的設計與應用

摘要 基于光敏元件和控制電路技術，闡述了一種光感節(jié)電控制器的工作原理，并繪制出電路圖。經過實際檢驗，該控制器可以應用于學校教室和實驗室的照明系統中，起到環(huán)保節(jié)能、延長燈具使用壽命的作用。
關鍵詞 節(jié)電控制器；教室照明；光敏元件；光照度

當前大多數學校教室的照明依然采用手動控制開關，但往往由于人們節(jié)電意識淡漠以及疏于管理，即使在自然光充沛的情況下，教室內燈光長明的情況依然隨處可見，不僅損耗了電能，同時也減少了燈具的使用壽命，照成資源浪費。為解決這一問題，筆者結合實際情況，經多次試驗，設計并制作了針對學校教室燈具電路的光感節(jié)電控制器，應用于教室和實驗室中，效果良好。

1 功能效果
根據學校日常教學和自習的情況，在不安裝聲控和紅外探測器的情況下，如果單純依靠光感控制，則夜間燈光不會自動熄滅。因此可采用光感自動控制電路和手動按鈕來配合進行教室燈光的控制。在室內自然光照度達到滿足正常教學要求時，燈光自動熄滅；在陰雨天和晚上，室內光照度下降到一定程度后，燈具可以根據需要手動開啟。

2 控制器構成
(1)市電轉換。將220 V交流電通過降壓、整流和濾波轉換為光感控制電路可以使用的12 V直流電源。
(2)自然光檢測組件。使用光敏二極管，將光信號轉換為電信號的半導體器件，是控制器中的關鍵器件。需要注意的是，該組件必須放置于教室內燈光照射范圍之外，只用于探測自然光線的強弱；由于一些專業(yè)課程的授課對光線有特殊要求，這就需要該組件可以根據實際需求進行調整其自然光照度的敏感性。
(3)抗干擾電路：控制器的沒計還必須考慮到浮云或者外部強光如車燈、雷電等外界因素對自然光鹼測組件的干擾，需要加入輸出延遲電路防止干擾，在收到外界干擾時，保證觸發(fā)器電路在瞬時干擾的情況下不會翻轉。
(4)時基電路NE555。NE555是555系列計時元件的一種，價格便宜且性能穩(wěn)定，作為控制元件，光敏二極管由于光照度的變化會產生內阻變化而造成時基電路NE555觸發(fā)電壓的改變，當降低或升高至一定閾值時，時基電路會輸出相應的高、低電平，開啟或關閉照明指示燈以及使繼電器吸合或釋放。
(5)繼電器組件。因大部分學校教室都是用日光燈燈管照明而非白熾燈，日光燈管開啟時的負電感效應會導致過沖電壓較高，會燒壞可控硅器件，因此需要使用繼電器控制照明電源。

3 電路設計與工作原理
光感節(jié)電控制器電路如圖1所示。