教你做震动式房门延迟照明灯

该装置在夜晚有客人来访敲门或主人回家用钥匙开门时，均会自动控制门外照明灯延迟点亮40s以上，既方便了家庭生活，又可杜绝因忘关灯而造成的电能浪费。

读者通过制作这种新颖独特、具有创意的延迟照明灯，不仅可有效解决门庭照明灯的节电管理问题，而且可以体验到模块化设计与制作给我们带来的便利和好处。

弄懂工作原理

震动式房门延迟照明灯的电路如图23-1所示，它由模块化的房门震动传感器A、延迟与光敏双重控制交流开关电路、电源变换电路等部分构成。

图23-1 震动式房门延迟照明灯电路图

接通电源，220V交流电经晶体二极管VD3半波整流、电阻器R3限流、稳压二极管VD2稳压和电容器C2滤波后，输出约12V直流电压，供控制电路用电。平时，震动传感器A检拾不到门板震动波，故其输出端OUT输出低电平，单向晶闸管VS因控制极无合适偏流而处于截止状态，电灯H无电不发光。当有人敲门或开门锁时，门板产生的震动波被震动传感器A拾取，经其内部电路一系列放大与比较等处理后，从输出端OUT输出相应的高电平脉冲。此高电平脉冲通过隔离二极管VD1后，给电容器C1快速充上≥10.3V(实测)的直流电压，并通过电阻器R1向单向晶闸管VS控制极提供一定的触发电流，使单向晶闸管VS导通，电灯H得电发光。门板震动波消失后，虽然震动传感器A的输出端OUT不再输出高电平脉冲，但由于电容器C1储存的电荷通过电阻器R1继续向单向晶闸管VS提供合适的触发电流，所以电灯H不会马上熄灭。经过一段时间(延迟时间)，电容器C1两端放电电压下降到2.8V(实测)以下，单向晶闸管VS因得不到足够的触发电流而在交流电过零时关断，电灯H自动熄灭。

光敏电阻器RL和微调电位器RP、晶体三极管VT等构成了光控电路。白天，光敏电阻器RL受自然光线照射呈低阻值，晶体三极管VT获得合适偏压而饱和导通，这会使门板产生震动后震动传感器A输出的高电平无法加到单向晶闸管VS的控制极，故单向晶闸管VS始终处于截止状态，从而实现了白天门板震动后电灯H不跟随发光之目的;晚上，光敏电阻器RL接受不到自然光线呈高阻值，晶体三极管VT失去合适偏压而退出饱和区，解除了对单向晶闸管VS控制极的强制“短路”，这时门板一有震动，震动传感器A即输出高电平脉冲，从而触发单向晶闸管VS导通，使电灯H得以发光。电路的光控灵敏度可通过改变微调电位器RP的阻值，实现连续调节。

电路中，单向晶闸管VS导通时，电灯H两端获得的是约99V直流脉动电压，虽然电灯H发出的是比较柔弱的照明光，但其亮度完全能满足房门口照明的需求。电灯H工作在欠压状态下，不仅节电，而且能够有效地减小每次开灯瞬间强电流对灯丝的冲击，使灯泡使用寿命大大延长。电灯每次延迟熄灭的时间长短，主要由电容器C1和电阻器R1的参数大小确定，此外还与单向晶闸管VS最低触发电流大小有关。按照图23-1所示选用元器件，实测延迟时间≥40s。

准备好元器件

本制作共用了15个元器件(R3用两个电阻器并联构成)，备料清单见表23。

A采用国产T968A型“一体化”微震动传感器，它采用塑料壳封装，外形似半椭圆球，见图23-2(a)所示。在外壳正面右上角有一发光二极管，用作通电指示;左上角有一灵敏度调节孔，里面实际上是一个微调电位器，调节它的阻值可改变探测震动的灵敏度，以满足不同场合需求。引出线为一根长约1.2m的双芯屏蔽线，红色线接电源“+”极，白色线为输出端OUT，屏蔽皮网线(套有一小段黑色塑管)接电源“——”极。T968A的内部电路功能框图如图23-2(b)所示，其特点是：灵敏度高，并可随时调节;能全方位探测，无死角;输出正极性高电平脉冲，能直接与晶体三极管、晶闸管以及数字逻辑电路接口;外壳小巧坚固，能在各种恶劣环境下使用。

表23 元器件清单

续表

图23-2 T968A型“一体化”微震动传感器

T968A的主要参数为：工作电压5～12V，静态工作电流≤2.5mA;传输方式为正极性振动脉冲，输出电平≥VCC(工作电压)-1V;可探测振动的频率范围100～3000Hz。

VS采用MCR100-8(额定正向平均电流1A、额定工作电压600V)小型塑封单向晶闸管，其实物外形和引脚排列见图4-4，要求触发电流≤10μA。VT用9014(集电极最大允许电流ICM=0.1A，集电极最大允许功耗PCM=310mW)或3DG8型硅NPN小功率三极管，要求电流放大系数β>150。VD1用1N4148型硅开关二极管;VD2用稳定电压是12V、最大耗散功率是0.25W的普通硅稳压二极管，如2CW60、1N4106型等;VD3用1N4007型硅整流二极管。

RL宜选用MG44-05型非密封光敏电阻器，其他亮阻≤20kΩ、暗阻≥5MΩ的普通光敏电阻器也可代用。RP用WH7-A型立式微调电位器，标称阻值为10kΩ。R1、R2均用RTX-1/8W型碳膜电阻器，标称阻值分别为240kΩ和30kΩ;R3用两只RJ-1/2W、36kΩ型金属膜电阻器并联而成，以获得理想的小体积及合适的额定电功率。C1、C2均用CD11-16V型电解电容器，标称容量分别为100μF和220μF。

H用220V、40～100W普通白炽灯泡，要求配套合适的灯头;可根据需要并联数只使用，但各灯泡瓦数之和不应超过200W。

制作与使用

图23-3所示为该震动式房门延迟照明灯的印制电路板接线图。印制电路板最好采用环氧基质铜箔板制作，实际尺寸约为50mm×35mm。印制电路板也可直接采用相同大小的单孔环氧基质“洞洞板”，并充分利用元器件引脚飞线连接，以省去加工专用印制电路板的麻烦。

除震动传感器A和电灯H外，焊接好的电路板装入尺寸约53mm×38mm×20mm的绝缘小盒内。盒面板为光敏电阻器RL开出感光窗口，为微调电位器RP开出调节小孔;盒侧面开出小孔，通过震动传感器A带的1.2m长度的双芯屏蔽线引出震动传感器，通过普通双股电线分别引出电灯H接线和交流220V电源接线。

图23-3 震动式房门延迟照明灯印制电路板图

实际安装时，将电路盒固定在房门里侧合适的墙壁上，要求光敏电阻器RL既能够良好地感受到周围自然光线，又能够良好地避开室内其他灯光的干扰。震动传感器A则通过自带引线引至门锁附近固定，要求能良好地检拾到主人开门锁或客人敲门板时所产生的震动波。电路盒引出的电灯接线直接与门外原有照明电灯(应拆掉原线路)相接，电源线则直接就近接220V交流市电即可。

调试很简单：在白天光敏电阻器RL感受自然光良好的条件下，先敲击一下门板，然后用小起子由小往大缓慢调节微调电位器RP的阻值，使电灯H刚好由亮变暗，即获最佳光控灵敏度。调节时注意：微调电位器RP直接与220V交流电相通，一定要用具有良好绝缘手柄的小起子，谨防触电!另外，通过调整震动传感器A上面的灵敏度调节旋钮，使震动开灯灵敏度合乎要求。

如果对电灯H每次延迟熄灭的时间不满意，可通过增减电容器C1的容量来加以调整(切记：一定要先断开220V交流电)。笔者实测：C1=47μF时，电灯H延迟熄灭时间≥20s;C1=220μF时，电灯H延迟熄灭时间≥80s;C1=330μF时，电灯H延迟熄灭时间≥120s。

使用时注意：电灯H一定要用普通白炽灯泡，切不可接入日光灯或其他感性负载，否则会损坏电感器件与单向晶闸管VS。