1.4　门控电灯开关

夜晚回家，打开门后要摸黑找电灯开关；或者晚上外出，关灯后要摸黑锁门，这些都带来一定的不便。门控电灯开关可以解决这些不便。在夜晚您回家打开门后，室内电灯立即自动点亮。或者当您晚上开门外出时，门外楼道灯即自动点亮，并持续40s后自动关闭。白天则被控电灯不亮。

1.4.1　电路工作原理

如图1-34所示为门控电灯开关电路，由门控开关、光控开关、延时电路、RS触发器、执行电路和电源电路等部分组成。如图1-35所示为其工作原理方框图。

（1）门控开关

由常开触点干簧管S、永久磁铁、施密特与非门D 3 等构成，干簧管安装在门框上，永久磁铁安装在门上靠近干簧管的位置。门关着时，磁铁靠近干簧管使其接点闭合，D 3 输出为低电平“0”，如图1-36（a）所示。当门打开时，磁铁离开了干簧管使其接点断开，D 3 输出为高电平“1”，如图1-36（b）所示。

（2）光控开关

由光电三极管VT 1 与负载电阻R 2 等构成，无光照时VT 1 截止，输出为“0”。有光照时VT 1 导通，输出为“1”。

（3）延时电路

由VD 5 、C 1 等构成，对D 3 输出的“1”信号延时约40s。这样当门被打开、人进（出）后又关上时，电灯并不随之而关闭，而是延时40s后再关闭。延时电路利用了CMOS电路极高的输入阻抗（大于10MΩ），因此较小的电容即可获得较长的延时时间。

（4）RS触发器

施密特与非门D 1 、D 2 构成典型的RS触发器，门控信号与光控信号分别作为 （置“1”）端和 （置“0”）端的输入信号。

从RS触发器真值表（图1-35右下角）可知，只有当 =0（无光，即夜晚）、 =1（门被打开）时，其输出端Q才为“0”，经D 4 反相后使VT 2 导通，继电器K吸合，其接点闭合使电灯点亮。

而当 =1（有光，即白天）时，或者当 =0（门未打开）时，其输出端Q均为“1”，经D 4 反相后使VT 2 截止，电灯不亮。

（5）电源电路

交流220V市电经电源变压器T降压、二极管VD 1 ~VD 4 桥式整流、C 3 、R 5 和C 2 阻容滤波后，提供+6V直流电源供整机使用。由于整机静态功耗极微，全年耗电量小于1kW·h，因此不设电源开关。

1.4.2　元器件选用

D 1 ~D 4 选用CMOS施密特与非门集成电路CD4093，其引脚如图1-37所示。VT 1 选用3DU型光电三极管。VT 2 选用9014等NPN型晶体管，要求 β ≥60、 I CM ≥100mA、 P CM ≥400mW。二极管选用IN4001或者2CP系列。

电源变压器选用3W、二次侧交流电压4.5V的。继电器K选用工作电压6V、工作电流≤30mA的小型直流继电器，触点负荷按所控制的照明灯泡功率而定，例如，用40W灯泡，触点负荷≥0.2A/220V即可。S选用常开接点开簧管。磁铁选用与干簧管长度相当的小条形永久磁铁，可从废旧耳机或磁性铅笔盒中拆取。

1.4.3　制作调试与安装

可以按照以下步骤进行制作、调试与安装使用。

（1）制作

如图1-38所示为整机电路板。集成电路可采用14脚IC专用插座焊入电路板，然后将集成电路插入插座。如直接将集成电路焊入电路板，电烙铁应接地线，以防感应电压损坏CMOS集成块。

（2）调试

焊接完毕检查无误后，接通电源，整流桥VD 1 ~VD 4 输出端应有+6V直流电压。然后调节R 2 ，使R 2 上电压在VT 1 无光照时为0~1V，在VT 1 有光照时为5~6V。

（3）安装

干簧管S固定在门框上，永久磁铁固定在门上与干簧管相对应的位置，如图1-39所示。二者间距离应尽量小，以确保门关着时干簧管能可靠接通。最后将干簧管S、被控照明灯EL接入电路，将电路板置于一塑料小盒中（光电三极管VT 1 应伸出盒外），固定在门边适当位置即告完成。