单键触摸式灯开关的制作

2017-03-16 62 0

本文介绍的触摸式灯开关仅用一片触摸电极片即可完成开灯与关灯操作。与同类触摸开关一样,它采用相线进开关的两线制接法,可直接替代普通开关而无需改动室内原有布线。

工作原理:触摸开关电路如图,虚线右部为普通电源布线,左部为触摸式灯开关线路。开关主回路由二极管 VD1~VD4 与双向可控硅 VS 组成,控制回路以集成电路 A 为核心。电阻 R5、稳压二极管 VD5 与电容 C3 组成简单的阻容降压稳压电路,输出约 12 V 直流电供控制回路使用。发光二极管 LED 作为弱光指示,用于夜间标示触摸开关的位置,便于操作;若无需弱光指示,可将 LED 正负极焊点用导线短接。

集成电路 A 为双 D 触发器(CD4013),分别接成一个单稳态电路与一个双稳态电路。单稳态电路用于对触摸信号进行脉冲展宽整形,确保每次触摸动作均可靠触发;双稳态电路用于驱动可控硅 VS 的开通与关断。M 为触摸电极片,手指触摸 M 时,人体泄漏的交流电在电阻 R2 上形成的压降,其正半周信号进入 A 的第 3 脚(单稳态电路的 CP 端),使单稳态电路翻转进入暂稳态,输出端 Q(第 1 脚)由低电平跳变为高电平;此高电平经 R3 向 C1 充电,使第 4 脚(R 端)电位上升,当达到复位电平时单稳态电路复位,第 1 脚恢复低电平。因此每触摸一次电极片 M,第 1 脚便输出一个宽度固定的正脉冲。该正脉冲加至第 11 脚(双稳态电路的 CP 端),使双稳态电路翻转一次,输出端 Q(第 13 脚)电平随之改变一次。

当第 13 脚为高电平时,VS 的门极经 R4 获得正向触发电流而开通(电子开关闭合),电灯点亮;此时电容 C3 两端电压跌落至约 3 V,LED 熄灭,但集成电路 A 仍能正常工作。当第 13 脚输出低电平时,VS 失去触发电流,交流电过零时即关断,电灯熄灭;此时 C3 两端电压恢复至约 12 V,LED 点亮作弱光指示。由此可见,每触摸一次电极片 M,即可实现电灯的开与关。

元器件选择与制作:A 选用 CD4013 型双 D 触发器数字集成电路(14 脚双列直插塑封);VS 选用 MCR100-8、2N6565 等小型塑封单向可控硅;VD1~VD4 选用 1N4004~1N4007 型硅整流二极管;VD5 选用 12 V、1/2 W 稳压二极管(如 2CW60 等);LED 选用红色发光二极管。R5 宜采用 RJ-1W 型金属膜电阻,其余电阻均用 RTX-1/8W 型碳膜电阻;C1、C2 可用 CT4 型独石电容,C3 用 CD11-16V 型电解电容。

开关外壳采用 86 系列开关面板制作。为确保使用者安全,可在触摸电极片与电阻 R1 之间再串接一只 2 MΩ 高阻电阻。该开关按普通开关方式接入照明线路,即相线进开关;若将相线与零线位置接反,电路将不能正常工作。电路装好后无需调试,通电即可工作:触摸 M 灯亮,再触摸灯灭。

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