一般家庭中控制灯还是用传统的拉线开关,该类开关的一个弊端就是停电后、人们无法判断开关是开还是关的,如果停电后人们忘记关灯,来电后如果家中没人,便会造成电能的浪费。为此设计并制作了这款自锁式拉线开关,它能够在来电后不管拉线开关是开还是关,电灯都不会亮,只有再进行相应操作后才能将灯点亮,很好的解决了上述问题。

一、电路原理

如图所示,220V市电经桥式整流、阻容降压、电容滤波、稳压管稳压后,得到12V直流电压,供后续电路使用,平时电路可以正常工作。停电后,我们分两种情况讨论。

1、停电前拉线开关K是闭合的。
      在这种情况下,来电瞬间由于C3两端的电压不能突变,故b点在此刻为瞬时低电平,并将其加在J-K触发器的直接复位端R上(低电平有效),J-K触发器的输出端Q=O、Q=1,再经过两级与非门后输出仍为0,三极管VT不导通,继电器不工作,电灯不亮。如果要点亮电灯,只需再连续拉动开关拉线两次即可。当你拉一下拉线时,即将开关K断开一次,由于Q=1.所以与非门IC2-3是打开的。当开关K-断开后,a点跳变为低电平,与非门IC2-3输出一个上升沿脉冲,使J-K触发器翻转置位,Q=1,Q=O。

     此时一方面,尽管Q=1,但由于a点此时为低电平,与非门IC2-1被关闭.IC2-2输出O,三极管不导通,继电器仍不工作,灯也不会亮。另一方面,Q=0使得与非门IC2-3被锁住,a点的电压变化(脉冲)将不能再通过与非门IC2-3来触发J-K触发器,Q端恒等于1。这样以后,便可以只通过a点电压来控制与非门IC2-1和与非门IC2-2的输出,从而控制继电器工作,来驱动灯的亮灭,实质上就是通过拉动拉线开关来控制了。


2、停电前拉线开关是断开的。

对于这种情况灯就更不会亮了,因为拉线开关K断开.a点为低电平,直接将与非门IC2-1锁死,灯不会亮,但这时需要再将拉线开关拉动3次才能将灯点亮,具体原理同上,可自行分析。


二、元器件选择及调试
     IC1选用双J-K触发器CD4027,IC2选用四一二输入与非门CD4011.继电器用任意型号的中小型功率的继电器,但触点最大允许电流必须大干电灯的工作电流,至于其它元件没有特殊要求,可参照图中所标参数选用。制作时,最大的困难在于电容C3的选择,连接好电路后,首先利用开关S的通断来模拟停电,看J-K触发器是否能被可靠清零,若不行,便要试着进行加大电容C3的容量,或着增大电阻R3的阻值,但却不宜过大,否则电容C3的充电时间过长影响操作,调整到刚能满足要求即可。其它元件一般不用调试,只要按图中的电路连接好,便可完成指定的逻辑功能,另外发光二极管LED作为停电后的来电指示,以提醒用户是否来电。