定时循环排气扇

定时循环排气扇控制器类别：传感与控制阅读：1193 本例所介绍的定时循环排气扇控制器，可用来对家庭居室的排气扇进行定时循环控制，它既可对室内空气进行定时清洁净化，又省去人工控制。只要按照实际需要设定好排气时间和间歇时间，排气扇就会按照设定好的时间，自动循环地工作下去。同时该控制器还可根据设定好的定时程序和时间，自动切断工作电源，这样既能实现控制目的，又不浪费电能。工作原理定时循环排气扇控制器电路由定时循环开停时间控制器和工作电源控制器两大部分组成，其电路原理图如图所示。定时循环开停时间控制器由555 时基集成电路组成，在电路中，555.时基集成电路被连接成脉冲占空比可调的超低频多谐振荡器。555 时基集成电路能够实现电路振荡的主要原理是，由电源通过接在电路的 7、6、2 脚间的电阻器R1,R2 对接至地端的电容器C1 的充、放电过程，与3 个引脚各自功能相配合来完成的。在前面已介绍过的振荡电路中，电容器C1 的充电是通过R1、R2 与 C1 的接地端形成回路的；而电容器的放电则是C1 的正极通过R2 到 7 脚完成的。只要将电路中R1、R2 与 C1 的数值设定好，则振荡电路的振荡频率和脉冲占空比就是固定不可变的。而在本电路中则不同，由于在电路中加人了二极管VDl、VD2 和可调电位器RP，情况就改变了。在这个振荡电路中虽然它的振荡频率是不可变的，但其脉冲的占空比是可以通过RP 进行调节而改变的。这是由于加人了二极管后，电容器C1 的充、放电回路与前不同了。其中充电回路变为由电源通过 Rl,RP 的上半段、VD2 到电容器 Cl。而电容器的放电回路则由电容的正极通过VD1,R2 和 RP 的下半段到 7 脚。电路中的电容器C1 为固定不变的，但它的充、放电电阻值是可以通过调节RP 的位置来改变的。由于振荡脉冲的占幸比是由电容器充、放电时间的差异形成的，当 RP 的动臂移向下方时，使充电电阻的阻值增大，同时使放电电阻器一的阻值减小同一数值。其结果是电容器充电的时间延长；而放电时间缩短，振荡脉冲的占空比变大了。反之，当RP 的动臂向上调节时，电容器的充电时间缩短；而放电时间被延，长，振荡脉冲的占空比变小。在本电路中，在接通电源之初，由于C1 刚开始充电，其上端的电压小于Vpp/3，ICl 的 3 脚输出高电平。这时VL2 发光指示，继电器K2 线圈不通电，所以KZ 保持静态。但这一高电平在形成之初便通过 C3 向 IC2 的 CP 端输人一个计数脉冲，使IC2 的输出端前移一位。随后电容器C1 进人充电状态，而输出端3 则保持高电平。直到C1 充电使其正端电压达到2 VDD/3 时，电路翻转，输出端3变为低电平。这时继电器K2 通电吸合，将排气扇的工作电源接通，排气扇开始运转。工作状态指示灯 VL1 发光指示。随后 C1 立即转人放电过程，经过一段时间，当C1 正端电压下降到Vm/3 时，电路翻转，输出端 3 又恢复高电平，继电器K2 断电释放，排气扇停止运转，电路进入下一个循环期。虽然 R1 的电阻值远大于R2 的电阻值，但因RP 为共用元件，当RP 的动臂旋至R2 一端时，R1RP 的电阻值远大于R2 的电阻值。这时C1 的充电时间远大于放电时间，输出脉冲的占空比最大，排气扇的运转时间小于停歇时间。当RP 的动臂旋至R1 端时，R1 的电阻值又小于R2RP的电阻值。这时电容器C1 的充电时间略小于放电时间，输出脉冲的占空比为最小。排气扇的运转时间大于停歇时间。工作电源控制器由IC2 和继电器 K1 组成，它通过对排气扇运转周期的计数，确定和控制排气扇的工作次数。当到达预定的工作次数后，通过继电器K1 切断排气扇并包括整个控制电路的工作电源。该电路由 ICZ、继电器 K1、SB2和 SBI 组成。IC2 为 CD4017 十进制计数器，电路中用它的输出端Q0 一 Q7 来控制继电器KI 的吸合与断开。当 Q0 一 Q7 中只要有一个输出高电平，继电器K1 就不会断开。当电路被接通电源后，Q0 就输出高电平使 VT 导通，继电器K1 吸合。在随后的工作过程中，虽然输出端会由Q0,Q1、Q2.、Q7 变化，但 VT 的导通状态不会变化，直到Q8 输出高电平使计数器复位。IC2 的计数脉冲取自ICI 的输出，每当ICI 输出一个脉冲周期，IC2 便计数一次，其输出端即前移一位。如果未加预置，则当排气扇运转七个周期后就会被切断工作电源而停止工作。SB2 为预置按钮，每按动一次按钮便向IC2 输人一个计数脉冲，输出端即前移一位，余下的工作周期就会减少一次。所谓预置便是通过预置减少排气扇的工作循环次数。该电路在使用时，首先按下起动按钮SB1 接通控制电路的工作电源，这时IC2 的伪输出高电平使 VT 导通，继电器K1 通电吸合后通过K1 将电源开关自锁，使电路进人工作状态并一直保持。本电路中 IC1 输出脉冲的周期为1h，可通过 RP 的调节改变脉冲的占空比，从而改变排气扇的开停时间。元器件选择ICl 选用 NF555 时基集成电路；IC2 选用 CD4017 十进制计数脉冲分配器数字集成电路。VT 选用 9013、3DG12 或 3DK4 型硅 NPN 中功率晶体管，要求电流放大系数 100.VD1 一 VD3 用 1N4001 型硅整流二极管；VD4 选用 1N4148 型硅开关二极管；VLI 一 VL10 选用 5mm发光二极管。其他元件无特殊要求，可按图所标型号及参数进行选用。