如圖所示為照明節(jié)電控制電路。IC1采用石英鐘集成控制電路,由于石英鐘的工作電壓只有1.5V,其輸出難以滿足驅(qū)動指針步進(jìn)電機(jī)所需的脈沖信號。因此,用VD1、VD2、C3將IC1地電位抬高至 2.1V,使IC1正常工作在1.5V狀態(tài)。IC1輸出的步進(jìn)脈沖信號從A通過 VT、R1、R2組成的反相緩沖器整形,從B點輸出滿足后面數(shù)字集成電路的秒脈沖方波信號,其A、B點的輸出波形見下圖。
在t1時刻IC1的M處于高阻狀態(tài),VT截止;t2時刻IC1的M輸出負(fù)脈沖,VT導(dǎo)通,從VT集電極輸出合格的CLK1時鐘信號。IC2為雙D觸發(fā)器,將反相輸出端反饋到數(shù)據(jù)輸人端D連接成2分頻器,IC2-A的數(shù)據(jù)輸出端Q1與IC2-B的時鐘輸入端CLK2相連,組成4分頻器,其4分頻信號再送入IC3進(jìn)行14級分頻,這樣就將秒信號進(jìn)行了18級分頻,其IC3的14級分頻狀態(tài)下表。從IC3的Q5、Q6、Q10、Q12、Q14數(shù)據(jù)輸出端取出128s、256s、4096s、16384s、65536s的分頻信號,通過VD3~VD7、R3、R4以及啟動按鈕AN組成的與門電路相加得到86400s即24h的計時復(fù)位信號,并通過R4送入到IC3復(fù)位輸入端R(11腳),當(dāng)5個輸出端全部為高電平時,通過VD3~VD7相加得到86400s即24h計時值,這時IC3復(fù)位,輸出端全部為零,使計時時間為24h自動循環(huán)。這樣IC1~I(xiàn)C3、VD1~VD7與外圍元件VT、R1~R4、C1~C3等組成24h循環(huán)計時電路。R4的作用是避免按下AN時損壞與VD3~VD7連接的IC3數(shù)據(jù)門。由于時鐘由石英表集成電路產(chǎn)生,因此日計時誤差在3s以內(nèi),完全符合鐘控計時照明節(jié)電器的要求,時鐘電路不需任何調(diào)試即可工作。IC4、IC5兩個4位數(shù)值比較器級聯(lián)組成8位數(shù)值比較器,IC4的級聯(lián)輸入端A、A0、A1接高電位,A2、A3接IC3,IC5的數(shù)據(jù)A輸入端接IC3的Q11~Q14分頻輸出端, 即從24h循環(huán)計時電路中取出2048s(34min8s)~85488s(23h51min28s)間隔為2048s的64級6位定時數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)A,IC4的A0、A1、B0、B1接高電平,從BCD撥碼開關(guān)取4位BCD數(shù)據(jù)送到IC4的數(shù)據(jù)輸入端B2、B3和IC5的B0、B1端,作為IC4、IC5數(shù)據(jù)B中的4位數(shù)據(jù),IC5的B2端接高電位,83端接低電位。這樣可通過BCD撥碼開關(guān)設(shè)定10個定時 數(shù)據(jù)中的一個與定時時鐘送來的時鐘數(shù)據(jù)(具體數(shù)碼值見表)相比較。
當(dāng)定時數(shù)據(jù)A小于BCD撥碼開關(guān)設(shè)定時間數(shù)據(jù)B時,IC5的5腳輸出低電平,IC6得電觸發(fā)導(dǎo)通,繼電器CJ1、CJ2吸合照明燈亮。反之,數(shù)據(jù)A大于數(shù)據(jù)B時,IC5的5腳輸出高電平,IC6無觸發(fā)電壓關(guān)斷,CJ1、CJ2釋放,照明燈熄滅。IC4、IC5的輸人數(shù)據(jù)即Q9~Q14從零秒計時到大于BCD撥碼開關(guān)設(shè)定的時間數(shù)據(jù)應(yīng)為夜間亮燈時間,數(shù)據(jù)A大于BCD設(shè)定的時間數(shù)據(jù)B一直到24h循環(huán)復(fù)位時為止這段時間為白天的熄燈時間。因而應(yīng)將24h循環(huán)定時電路的起始點放在天黑需要點亮照明燈的時候,而不是北京時間的半夜零點。按圖中BCD撥碼所選數(shù)據(jù),在北京時間17:30:00按下啟動按鈕AN,即鎖定在北京時間17:30:00為循環(huán)計時的起點。在北京時間17:30:00~北京時間第二天07:09:12照明燈亮,北京時間07:09:13~17:29:59燈不亮。24h循環(huán)計時器的起始時間經(jīng)這樣調(diào)整,節(jié)省了一套燈亮起始時間判斷電路,只用一套熄燈時間判斷電路,更可省略時間顯示電路,從而使電路大為簡化,又降低了對時鐘走時精度的要求,制作成本也相應(yīng)降低。
IC4、IC5級聯(lián)組成了8位數(shù)值比較器,若用兩位BCD撥碼開關(guān),并將A、B的輸入數(shù)據(jù)全都加以利用,可組成256個定時點最短時間間隔512s的電路。成本僅增加一只BCD開關(guān),就可組成定時間隔更短、劃分更細(xì)的電路。但僅用一位BCD已基本滿足照明節(jié)能控制的需要,使用也更為簡捷一些。
該電路最短定時時間為9h6min8s(夏季晚上最短約從19:40到次日5:10,不大于9.5h),最長達(dá)14h13min20s(冬季夜間最長從17:00到早上7:00約14h)。以34min8s為間隔分10個等級,用BCD撥碼開關(guān)的0~9等10個數(shù)與其一一對應(yīng)(如前表)。
電源供電電路由變壓器B將220V降為6V,經(jīng)VD8~VD11、C4整流濾波后,經(jīng)過IC7穩(wěn)壓輸出 3.6V的穩(wěn)定電壓。在后備電池的負(fù)極與IC7的地電位間接有一只二極管VD12。將24h循環(huán)計時電路的負(fù)極接到電池的負(fù)極端,將比較器與其他電路的負(fù)極端接到IC7的負(fù)極端。當(dāng)有電時, 3.6V經(jīng)VD12向電池懸浮充電,同時向電路正常供電。當(dāng)停電時,電池向24h循環(huán)計時電路部分供電確保計時準(zhǔn)確、無誤。通過VD12的隔離作用不向其他電路供電,確保電池后備使用時間更長些。計時電路耗電約幾微安,用3V紐扣式鋰電池可使計時電路連續(xù)工作3個月以上。