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CD4020和74HC85组成的照明节电控制电路

凯萨彩票平台 www.itechnion.com CD4020和74HC85组成的照明节电控制电路

如图所示为照明节电控制电路。IC1采用石英钟集成控制电路,由于石英钟的工作电压只有1.5V,其输出难以满足驱动指针步进电机所需的脉冲信号。因此,用VD1、VD2、C3将IC1地电位抬高至+2.1V,使IC1正常工作在1.5V状态。IC1输出的步进脉冲信号从A通过 VT、R1、R2组成的反相缓冲器整形,从B点输出满足后面数字集成电路的秒脉冲方波信号,其A、B点的输出波形见下图。

在t1时刻IC1的M处于高阻状态,VT截止;t2时刻IC1的M输出负脉冲,VT导通,从VT集电极输出合格的CLK1时钟信号。IC2为双D触发器,将反相输出端反馈到数据输人端D连接成2分频器,IC2-A的数据输出端Q1与IC2-B的时钟输入端CLK2相连,组成4分频器,其4分频信号再送入IC3进行14级分频,这样就将秒信号进行了18级分频,其IC3的14级分频状态下表。从IC3的Q5、Q6、Q10、Q12、Q14数据输出端取出128s、256s、4096s、16384s、65536s的分频信号,通过VD3~VD7、R3、R4以及启动按钮AN组成的与门电路相加得到86400s即24h的计时复位信号,并通过R4送入到IC3复位输入端R(11脚),当5个输出端全部为高电平时,通过VD3~VD7相加得到86400s即24h计时值,这时IC3复位,输出端全部为零,使计时时间为24h自动循环。这样IC1~IC3、VD1~VD7与外围元件VT、R1~R4、C1~C3等组成24h循环计时电路。R4的作用是避免按下AN时损坏与VD3~VD7连接的IC3数据门。由于时钟由石英表集成电路产生,因此日计时误差在3s以内,完全符合钟控计时照明节电器的要求,时钟电路不需任何调试即可工作。IC4、IC5两个4位数值比较器级联组成8位数值比较器,IC4的级联输入端A、A0、A1接高电位,A2、A3接IC3,IC5的数据A输入端接IC3的Q11~Q14分频输出端, 即从24h循环计时电路中取出2048s(34min8s)~85488s(23h51min28s)间隔为2048s的64级6位定时数据作为输入数据A,IC4的A0、A1、B0、B1接高电平,从BCD拨码开关取4位BCD数据送到IC4的数据输入端B2、B3和IC5的B0、B1端,作为IC4、IC5数据B中的4位数据,IC5的B2端接高电位,83端接低电位。这样可通过BCD拨码开关设定10个定时 数据中的一个与定时时钟送来的时钟数据(具体数码值见表)相比较。


当定时数据A小于BCD拨码开关设定时间数据B时,IC5的5脚输出低电平,IC6得电触发导通,继电器CJ1、CJ2吸合照明灯亮。反之,数据A大于数据B时,IC5的5脚输出高电平,IC6无触发电压关断,CJ1、CJ2释放,照明灯熄灭。IC4、IC5的输人数据即Q9~Q14从零秒计时到大于BCD拨码开关设定的时间数据应为夜间亮灯时间,数据A大于BCD设定的时间数据B一直到24h循环复位时为止这段时间为白天的熄灯时间。因而应将24h循环定时电路的起始点放在天黑需要点亮照明灯的时候,而不是北京时间的半夜零点。按图中BCD拨码所选数据,在北京时间17:30:00按下启动按钮AN,即锁定在北京时间17:30:00为循环计时的起点。在北京时间17:30:00~北京时间第二天07:09:12照明灯亮,北京时间07:09:13~17:29:59灯不亮。24h循环计时器的起始时间经这样调整,节省了一套灯亮起始时间判断电路,只用一套熄灯时间判断电路,更可省略时间显示电路,从而使电路大为简化,又降低了对时钟走时精度的要求,制作成本也相应降低。
IC4、IC5级联组成了8位数值比较器,若用两位BCD拨码开关,并将A、B的输入数据全都加以利用,可组成256个定时点最短时间间隔512s的电路。成本仅增加一只BCD开关,就可组成定时间隔更短、划分更细的电路。但仅用一位BCD已基本满足照明节能控制的需要,使用也更为简捷一些。 该电路最短定时时间为9h6min8s(夏季晚上最短约从19:40到次日5:10,不大于9.5h),最长达14h13min20s(冬季夜间最长从17:00到早上7:00约14h)。以34min8s为间隔分10个等级,用BCD拨码开关的0~9等10个数与其一一对应(如前表)。电源供电电路由变压器B将220V降为6V,经VD8~VD11、C4整流滤波后,经过IC7稳压输出+3.6V的稳定电压。在后备电池的负极与IC7的地电位间接有一只二极管VD12。将24h循环计时电路的负极接到电池的负极端,将比较器与其他电路的负极端接到IC7的负极端。当有电时,+3.6V经VD12向电池悬浮充电,同时向电路正常供电。当停电时,电池向24h循环计时电路部分供电确保计时准确、无误。通过VD12的隔离作用不向其他电路供电,确保电池后备使用时间更长些。计时电路耗电约几微安,用3V纽扣式锂电池可使计时电路连续工作3个月以上.

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