光控調(diào)光臺燈的設(shè)計與制作

摘 要：本文為作者對“光控調(diào)光臺燈設(shè)計與制作”過程思考和總結(jié)，從提出設(shè)計思想、搜索相關(guān)資料、購買普通調(diào)光臺燈和光敏電阻、繪制電路原理圖并進行修改設(shè)計、再在普通臺燈上進行實驗和改進，最后將其制作為帶有光控功能的調(diào)光臺燈。

關(guān)鍵詞：調(diào)光臺燈； 光控； 設(shè)計； 實驗； 制作

中圖分類號：G633.7 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）01-018-001

一、普通調(diào)光臺燈介紹

普通調(diào)光臺燈是每個家庭中必不可缺的照明工具之一。優(yōu)美柔和、亮度可調(diào)的燈光不但使人精神愉悅、心情舒暢，還可以起到延緩眼睛疲勞、保護視力的作用。對于調(diào)光臺燈而言，燈泡是發(fā)光的主要設(shè)備，而調(diào)光器則是調(diào)光臺燈系統(tǒng)中最主要的裝置，它的任務(wù)是對晶閘管的導(dǎo)通角進行控制，從而達到調(diào)節(jié)燈光亮度的目的。下面就來介紹兩種交通調(diào)光臺燈。

1.雙向晶閘管控制型調(diào)光臺燈

從圖1中可以看出，白熾燈L與雙向晶閘管V2和開關(guān)S串聯(lián)，接在220交流電源上。雙向觸發(fā)二極管V1接在晶閘管V2的門極G上，當(dāng)C上的電壓增大到V1的導(dǎo)通電壓時，V2突然導(dǎo)通，V2的門極和主電極T1間得到一個正向觸發(fā)脈沖，V2導(dǎo)通，當(dāng)交流電源過零的瞬間，V2自行關(guān)斷。交流電源進入負半周后，電源電壓又給C反向充電，當(dāng)電壓值達到V2的轉(zhuǎn)折電壓時，V2突然反向?qū)ǎ筕2得到一個反向觸發(fā)信號，V2再次導(dǎo)通。

電位器RP用來調(diào)節(jié)觸發(fā)信號出現(xiàn)的時刻，調(diào)節(jié)RP的值即可改變電容器充電的快慢，也就能改變V2的導(dǎo)通時間，從而達到調(diào)節(jié)燈光亮度的目的。因此RP也就是亮度調(diào)節(jié)旋鈕，即調(diào)光旋鈕。

2.單向晶閘管控制型調(diào)光臺燈

圖2為單向晶閘管控制型臺燈，其工作原理是：當(dāng)交流電的正半周或副半周到來是經(jīng)過全橋整流，加到可控硅上的電源是單向的。該電壓通過電位器給電容充電，當(dāng)電容C1上的電壓達到一定數(shù)值后，就會觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。調(diào)節(jié)電位器的旋鈕，可以改變充電的時間，從而控制可控硅的導(dǎo)通角。其中單向可控硅使用MCR100-6，二極管使用1N4007。燈泡應(yīng)選擇60W以下的白熾燈。

3.普通調(diào)光臺燈的特點

（1）優(yōu)點：小巧、精致、造型美觀、攜帶方便、價格低廉、耗電量低、性價比高，是許多學(xué)生和家庭用戶作為照明工具的首選器材之一。并且調(diào)光臺燈的亮度能在很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，對保護視力起著很好的作用。

（2）缺點：燈光的亮度隨電源電壓的變化而變化，光照的穩(wěn)定性差；燈光不能隨環(huán)境亮度的變化而變化。

二、光控調(diào)光臺燈的設(shè)計與制作

1.光控調(diào)光臺燈的設(shè)計

（1）提出設(shè)想

針對普通調(diào)光臺燈的缺點，結(jié)合光控的原理，我提出這樣一個設(shè)想，如果在調(diào)光的基礎(chǔ)上增加光控的功能，就能克服調(diào)光臺燈光亮不穩(wěn)和燈光不受環(huán)境亮度控制的缺陷。

（2）搜集資料

瀏覽網(wǎng)頁后發(fā)現(xiàn)：光敏電阻（或光敏二極管）的阻值隨光照強度的變化而變化的特點，把光敏電阻接在控制電路中，就可將電阻變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓儆眠@一電信號去控制電子開關(guān)的動作，就可以實現(xiàn)光控；光敏電阻在實際生活中就有很多應(yīng)用，如光控開關(guān)電路、燈光亮度自動調(diào)節(jié)電路、熙相機電子測光電路等等。

（3）設(shè)計光控調(diào)光臺燈電路圖

本著就地取材、改動最少、成本最低的原則，我到本地市場上購買了兩個普通的調(diào)光臺燈，拆開里面的電路板，根據(jù)印制電路板繪制出原理圖。再從網(wǎng)上郵購了幾個光敏電阻，按照自己設(shè)想做起了小實驗。經(jīng)過數(shù)十次實驗后發(fā)現(xiàn)，只要加一個光敏電阻，再對電路稍加改動，仍然用原有的電路板就能完成光控功能，同時還保留了原有的調(diào)光功能。現(xiàn)將設(shè)計后電路原理圖繪制出來供大家參考。

2、光控調(diào)光臺燈的制作

選擇合適的光敏電阻，這兒我選擇了MG45型光敏電阻，其亮電阻為幾千歐到幾十千歐，暗電阻為幾兆歐到幾十兆歐。在安裝之前，用萬用表測量光敏電阻的亮電阻和暗電阻，判別其好壞。

購買調(diào)光臺燈，拆開臺燈，適當(dāng)修改控制電路，按上面的電路更換電路板上的部分元器件，留出光敏電阻的焊接位置。在臺燈架上找一個燈泡能照射到，且與燈泡有一定距離的位置來固定光敏電阻，焊接好光敏電阻，并將光敏電阻固定到位。將光敏電阻兩個電極的引線焊接到電路板上，將臺燈重新安裝好，一個光控調(diào)光臺燈就安裝完成了。

三、結(jié)束語

以上設(shè)計的光控調(diào)光臺燈不僅可使亮度可調(diào)，而且調(diào)整后的亮度不會因電網(wǎng)電壓的波動而變化。燈光也能隨環(huán)境亮度的變化而變化，當(dāng)環(huán)境亮度達到正常亮度時，臺燈自動熄滅，這樣就不會因為忘記關(guān)燈而使其變?yōu)殚L明燈。作者認為值得推廣，此處推出只為引起讀者的注意，希望有心的人將其變成成品推向市場，造福更多的人。

本次設(shè)計讓我對光敏電阻（傳感器）、電路設(shè)計有了更深的理解，也加強了我的實際動手能力。經(jīng)過這一次的小制作，使我深刻體會到：學(xué)習(xí)知識、培養(yǎng)能力不是一句話就能解決的，它要在自己的學(xué)習(xí)過程中通過不斷發(fā)現(xiàn)問題、提出設(shè)想、動手實踐、重復(fù)實驗、最終自己解決問題來實現(xiàn)的。

參考文獻：

[1]朱國興.《電子技能與訓(xùn)練》（第二版），高等教育出版社，20005

[2]王成安.《電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝實例教程》，人民郵電出版社，2009.3