柴曉杰 CHAI Xiao-jie；王榮申 WANG Rong-shen；柴曉格 CHAI Xiao-ge

（煙臺南山學(xué)院，煙臺265713）

0 引言

在自動化程度越來越高的今天，電腦的智能化控制已經(jīng)被揭開了神秘的面紗。在車站等公共場所，每天都在輪放著各種各樣的廣告，而這些播放設(shè)備部分使用的是電腦一體機(jī)，對其的控制大多需要人工的參與。為了解決這一問題，使對播放設(shè)備的控制更加智能化，經(jīng)過篩選及實(shí)驗(yàn)，最終選擇了對KG316T微電腦時(shí)控開關(guān)進(jìn)行改進(jìn)，以便實(shí)現(xiàn)在無人職守狀態(tài)下對播放設(shè)備的開關(guān)機(jī)進(jìn)行定時(shí)控制。

1 功能介紹

KG316T微電腦時(shí)控開關(guān)內(nèi)置電池、工業(yè)級芯片，具有精度高，抗干擾強(qiáng)，體積小，功耗低等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在戶外的智能控制等領(lǐng)域。

2 原理分析

經(jīng)過對實(shí)物的拆解及電路原理分析，繪制出其內(nèi)部電路原理圖。如圖1所示。從圖1可以看出，其工作原理為220V市電經(jīng)變壓器隔離、降壓后、再經(jīng)D1整流橋整流、C1濾波后一路為外圍電路提供直流工作電壓，另一路由R1分壓、C2、C4濾波、R2再分壓后供給控制芯片5腳。并使LED發(fā)光，指示時(shí)控開關(guān)已經(jīng)接入市電；LED2接到控制芯片的3、4腳，用來指示時(shí)控開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。時(shí)控開關(guān)的1腳為內(nèi)部1.5V電池（內(nèi)附電池保證在停電時(shí)設(shè)定的數(shù)據(jù)不丟失和控制芯片計(jì)時(shí)的不間斷，長期供液晶顯示時(shí)鐘和微電腦電路運(yùn)行）的正極，6腳接地。當(dāng)微電腦控制設(shè)置為自動時(shí)，控制芯片計(jì)時(shí)達(dá)到某組“開”的時(shí)間時(shí)，微電腦控制芯片的2腳輸出高電平，Q1、Q2依次導(dǎo)通，繼電器吸合，時(shí)控開關(guān)轉(zhuǎn)為開態(tài)。此時(shí)微電腦控制芯片的3腳處于高點(diǎn)位、4腳處于低點(diǎn)位，LED2點(diǎn)亮，指示目前時(shí)控開關(guān)處于開狀態(tài)。當(dāng)控制芯片計(jì)時(shí)到達(dá)設(shè)定的某組“關(guān)”的時(shí)間時(shí)，微電腦控制輸出端變?yōu)榈碗娖剑琎1、Q2截止，繼電器釋放，時(shí)控開關(guān)轉(zhuǎn)為關(guān)態(tài)，同時(shí)，由于Q1、Q2截止，微電腦控制芯片3、4腳變?yōu)榈入娢唬琇ED2熄滅，指示目前時(shí)控開關(guān)處于關(guān)狀態(tài)。當(dāng)選擇手動時(shí)將時(shí)控開關(guān)設(shè)定為“開”或“關(guān)”的狀態(tài)時(shí)，微電腦控制輸出端子分別輸出高電平或低電平，控制、指示電路工作過程與設(shè)置為自動時(shí)相同。

圖1 KG316T微電腦時(shí)控開關(guān)內(nèi)部電路圖

3 點(diǎn)動的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)以上工作原理，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到了之后，繼電器一直處于吸合狀態(tài)，但是想要控制電腦一體機(jī)的開關(guān)機(jī)卻是要求繼電器吸合一下接著斷開就可以，所以改動的第一步是要把繼電器的工作狀態(tài)改為點(diǎn)動。讓繼電器實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動的方法在這里我選用的是在繼電器的前面加一級單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。

3.1 元件選擇 為了節(jié)省體積及提高穩(wěn)定性，在這里我采用的是分立元件，由電阻、電容、三極管、二極管等組成。其調(diào)試的關(guān)鍵是電容C3容量的選擇和電阻R6的選擇，這兩個(gè)參數(shù)直接影響到繼電器吸合時(shí)間的長短，過短不能有效的觸發(fā)電腦一體機(jī)開機(jī)，過長容易使電腦誤動作。

3.2 電路原理 依照如下電路圖的參數(shù)設(shè)置，繼電器吸合的時(shí)間是0.5S。電路圖如圖2。此電路圖替換圖1中的D2和K1。其工作原理為：R6和C3為此單穩(wěn)態(tài)電路的定時(shí)元件，控制繼電器的吸合時(shí)間，當(dāng)圖1中的三極管Q2導(dǎo)通時(shí)，電容C3瞬間被充滿電，控制繼電器吸合的三極管Q3導(dǎo)通，繼電器吸合，以控制電腦開機(jī)。二極管D5、電阻R5、R6對電容放電，當(dāng)放到一定程度之后，三極管Q3無法維持導(dǎo)通，繼電器閉合雖然圖1中的三極管Q2一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，但由于電容隔直通交的特性，故相當(dāng)于斷路，繼電器一直處于閉合狀態(tài)，直到下一次觸發(fā)。

圖2 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

4 延時(shí)的加入

以上在電腦一體機(jī)待機(jī)的時(shí)候雖然實(shí)現(xiàn)了開關(guān)機(jī)功能，但是如果遇到停電，來電的瞬間，電腦和控制器同時(shí)動作，但由于電腦電源部分還沒有自檢完，而控制部分就動作完了，這樣就出現(xiàn)了無法控制電腦開機(jī)的情況。故在這里要加入一個(gè)通電延時(shí)，為了提高延時(shí)電路的穩(wěn)定性及精確性，我選擇了NE555時(shí)基集成電路作為電路主元件。

4.1 元件參數(shù) NE555時(shí)基集成電路是8腳封裝，雙列直插型，電壓為直流5～18V，各引腳功能如下：1腳（GND）是地端。2腳(TR)為觸發(fā)端，3腳(Vo)為輸出端，它有O和1兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定，輸出高電壓約低于電源電壓1V-3V，輸出電流可達(dá)200mA，因此可直接驅(qū)動繼電器；4腳(MR)是復(fù)位端，5腳(Vc)是控制電壓端,不用時(shí)，經(jīng)0.01uF的電容接地，以防止引入干擾；6腳(TH)稱閾值端；7腳(DIS)是放電端，8腳是電源端。

4.2 電路原理 延時(shí)部分的電路圖如圖3所示。此電路的IN、OUT串聯(lián)在圖1整流橋2腳的后面。

其中C1、R1為延時(shí)控制，可以控制延時(shí)電路延時(shí)時(shí)間的長短，當(dāng)控制器得電時(shí)，經(jīng)圖1中的整流橋D1整流，C1濾波后的12V工作電壓加至延遲器上，這時(shí)NE555的2腳(TR)和6腳(TH)為高電平，則NE555的3腳(Vo)輸出為低電平，因此控制器后面的電路不得電而無法工作。這時(shí)電源通過圖3中的電容器C1、電阻器R1至“地”，對C1進(jìn)行充電，隨著C1上的電壓升高，NE555的2腳 (TR)、6腳(TH)的電壓越來越往下降，當(dāng)此電壓下降至2/3Vcc時(shí)，NE555的3腳(Vo)輸出由低電平跳變?yōu)楦唠娖剑@時(shí)后面的電路將得電而工作，繼電器得電而觸點(diǎn)閉合。

至此，電路的改進(jìn)已完成。

圖3 NE555延時(shí)

5 輸入輸出的改動

為了配合電路的工作，輸入輸出也要做相應(yīng)的改動。①將連接繼電器的220V電源輸入的那根細(xì)線和變壓器焊在板子上的那根入線焊下來，接到一塊，用膠帶纏好。②將連接繼電器的220V電源輸入的那根細(xì)線旁邊的那根粗線貼著接線柱的根部剪斷，焊接到繼電器常開觸點(diǎn)的一端，并將輸出接線柱的另一根線焊到繼電器常開觸點(diǎn)的另一端。此時(shí)，KG316T型微電腦控制器便可以實(shí)現(xiàn)由長動到點(diǎn)動的轉(zhuǎn)變，以便實(shí)現(xiàn)對電腦開關(guān)機(jī)的控制。

6 總結(jié)

通過以上幾步的改造，此KG316T微電腦時(shí)控開關(guān)實(shí)現(xiàn)了以點(diǎn)動輸出方式控制電腦在無人職守場合下的定時(shí)開關(guān)機(jī)。具體設(shè)置方法舉例如下：假如你想讓電腦早上6點(diǎn)開機(jī)，晚上18點(diǎn)關(guān)機(jī)，設(shè)置過程如下：開機(jī)：把第一個(gè)定時(shí)的開設(shè)置為早上6點(diǎn)，第一個(gè)定時(shí)的關(guān)設(shè)置為晚上17：59，這樣的話早上6點(diǎn)繼電器動作，電腦開機(jī)。中間如遇停電，當(dāng)來電后，由于還沒有到關(guān)的時(shí)間，所以經(jīng)延時(shí)后控制部分得電，圖2中的三極管Q3輸出高電平，繼電器動作，電腦開機(jī)。當(dāng)?shù)竭_(dá)17：59時(shí)，定時(shí)時(shí)間到，圖2中的三極管Q3輸出低電平，控制部分失電，繼電器不動作，電腦沒有反應(yīng)。等待第二個(gè)定時(shí)指令的到達(dá)。關(guān)機(jī)，把第二個(gè)定時(shí)開設(shè)置為晚上18：00，當(dāng)?shù)竭_(dá)晚上18：00時(shí)，繼電器動作，電腦關(guān)機(jī)。第二個(gè)定時(shí)關(guān)設(shè)置為晚上18：01，當(dāng)?shù)竭_(dá)時(shí)，圖2中的三極管Q3輸出低電平，控制部分失電，繼電器不動作，電腦沒有反應(yīng)?？刂撇糠值却乱粋€(gè)定時(shí)指令的到達(dá)。

如想獲知圖中元件的具體參數(shù)，請聯(lián)系作者索取。

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