光控電路是怎樣?

光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明灯一般都是由人工操作的，如果采用光控电路，根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯，做到无人自动控制，可以减轻工人的劳动强度，更有效地节约能源。
我们介绍的这个电路虽然简单，但也可以利用电路中继电器的常开接点作开关来控制一个小灯，当光线变暗时小灯会自动点亮。如果你有兴趣也可以用它来控制讯响器、小电动机等。
一、元器件的准备
所用的元器件如表6所示
表6 序号
元器件规格
R1
20kΩ、1/8W碳膜电阻器
R2
1kΩ、1/8W碳膜电阻器
RP
100kΩ微调电阻器
R
MG41-22光敏电阻器
VD
1N4148二极管
VT1、VT2
9014等 型三极管
K
JZC-23F/6V继电器

6V电池夹

40mm×25mm电路板
硫化镉（Cds）光敏电阻器，它的符号和外形如图6-1所示，这是目前最常见的光敏电阻器。光敏电阻器是利用半导体光致导电的原理制造的。这种光敏电阻器的基座是陶瓷片，上面涂有
硫化镉多晶体，再经烧结制成。光敏电阻器的表面还涂有防潮树脂。光敏电阻器的光谱特性曲线与人眼对可见光的响应曲线比较接近。光敏电阻器的电阻值随光照强度而变化。在暗光条件下它的电阻

圖片參考：http://www.whjdwx.com/uploadfile/200707/20077201232127977801.jpg
值可达10MΩ，在强光下它的电阻值仅为数百欧姆或数千欧姆。光敏电阻器的光照特性在多数情况下是非线性的，只有在微小区域内呈线性。光敏电阻器的电阻值有较大的离散性。光敏电阻器的灵敏度是指光敏电阻器不受光照时的电阻值(暗阻)和受光照时的电阻值(亮阻)的相对变化值。在一般情况下，照度越低，单位照度改变时的电阻值变化越大。即在低照度下光敏电阻器的灵敏度较高。
光敏电阻器是电路的关键元件，它对光线的强弱有敏感的反应，在本电路中要求光敏电阻器受到光照时的阻值应小于5kΩ，在暗光情况下阻值应大于1MΩ，可选符合要求的MG41-22光敏电阻器。
继电器的种类很多，图6-2（a）是继电器的结构示意图。它主要是由线圈、铁芯、衔铁、支架、弹簧及接触片等组成。在静止状态时，继电器线圈中没有 电流流过，衔铁不动作，活动触点与常闭触点连接；当给继电器的线圈加上直流电，线圈中通过一定强度的电流时，电磁铁产生吸力，使衔铁向下运动，活动触点随 之动作，结果活动触点与常开触点相连接，如图6-2(b)所示。当断开加到继电器线圈上的电压后，线圈中的电流消失，由于铁芯是软磁材料，所以磁力也消 失，在弹簧的作用下(小型继电器中没有弹簧，衔铁与支架是由弹性簧片连接的，弹性簧片起到弹簧的作用。)，衔铁复原，活动触点也恢复到静止状态。而实际使 用的继电器可以有一至六组接触点。继电器的型号不同，技术参数也不同，使用中要注意。继电器还分交流继电器和直流继电器，这是指继电器的线圈所加的电压是 交流还是直流。在选用继电器时要考虑继电器线圈的工作电压，还要考虑继电器触点负载的电压和电流情况。本电路使用的继电器型号为JZC-23F,工作电压 为6V,它的接线图(底视)见图6-3所示。
三极管VT1和VT2为9014硅材料 型三极管,要求三极管的共发射极放大倍数β大于100倍。
二、电路的制作与调试
图6-5是40mm×25mm的光控电路的电路板安装图。图6-6是电路板安装实物图。制作前对照元器件图识别和检查所用元器件,要认清电阻器的色环;三极管的管脚也一定要辨认清楚。要对照图6-5、图12-6和电原理图进行元器件的安装,焊接前做好元器件引线的处理工作,焊接时可先焊电阻器、二极管和微调电阻器,再焊三极管和继电器,最后连接光敏电阻器和电源线。继电器旁边的三个接点是连接受控电器的,下边的一对是我们用的常开触点。
电路装好后可以接上6V电池进行试验。当光敏电阻器受到强的光照时,继电器不动作;如果外界的光线较暗,可以听到继电器的吸合声。调节微调电阻器的阻值,可以改变继电器吸合时所需要的光照亮度。微调电阻器的阻值越大,继电器吸合时所需要的光照亮度越弱。

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图6-5 电路板安装图

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三、光控电路的工作原理
图6-4是光控电路的电原理图。三极管VT1的基极电压由电阻器R1、微调电阻器RP和光敏电阻器R的分压而决定,当光线较强时光敏电阻器的阻值较小,三极管VT1的基极电压较低,三极管VT1和VT2截止,继电器不工作。当光线较暗时,光敏电阻器 的阻值变大,三极管VT1的基极电压升高,三极管VT1和VT2同时导通,继电器吸合。电路中的二极管是为了保护三极管VT2而设置的,当三极管VT2由 导通状态突然转变为截止状态时,继电器线圈内会产生一个高电压,这个高电压可以通过二极管来释放6-4中没有画出继电器的触点开关。
四、光控电路的其他应用
学生看书学习都 需要一定的光照,光线太弱或光线过强,对眼睛都不利。为了保护视力可以用这个电路来控制讯响器做一个光控报警器,来监视阅读环境的亮度。如果你有兴趣也可 以用它来控制小电动机等其他设备。图6-7就是一个光控报警器,它是将图6-4中的继电器换成一个蜂鸣器(要求工作电压与电源电压一致)而演变成的。当光 线较暗时蜂鸣器会发出鸣叫,提醒人们开灯照明。

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如果你做好了这个电路,还可以改变它的用途,将它变为一个亮光控制电路。比如当光线达到一定亮度时,让小电动机转动等。这就需要你自己动脑筋想,动作做了。
以上我们用的都是继电器的常开触点,即继电器吸合时开关接通。也可以利用继电器的常闭触点来工作,请你想一想,应该怎样连接?用它可以做什么?