1．题意
现提供一批器材，请在其中选择适当的元器件，设计制作一个至少有三级变速的简单的电扇调速器。其要求是当分别数显0、1、23个数字时，电扇相应处在失电、强电(市电电压)、弱电(小于市电电压)三挡级的供电状态(设市电电压为220V/50Hz)。
由于不可能给每一位参赛者提供一台电扇，只好给各位提供220V交流40W的白炽灯泡及塑壳灯头一套(供电导线从提供给作品用的电源线上剪下一段即可)。用灯泡的熄、亮、暗代替电扇的失电、强电、弱电的三种状态使之成为调光(调速)器。要求该调光(调速)器有如下功能:
白天，手动(自动控制失效)控制灯泡的供电，即每当用手按一次调光(调速)器的按键时，显示的数码变动一次，对应的灯泡(或电扇)供电变化一挡。
晚上，自动(手动失效)控制灯泡的供电，即当调光(调速)器得电后，自行数显“0－1－2”循环往复显字的同时，对应有灯泡“失电(灯泡失亮)一强电(灯光正常亮度)一弱电(灯光暗淡)”循环每个过程，可形成“自然风”的模式。
2．赛题分析
按照题意，首先自己要做一个直流稳压电源(可用78××系列稳压芯片配合经典电源电路制作)。题目要求有白天和晚上的不同控制状态，所以要用一个光敏元件参与控制; 还要求显示“0－1－2”的数字，所以数码显示及其驱动编码电路必不可少; 并且还要求有显示数字及灯泡明暗程度自动对应变换，所以脉冲分配(这里用CD4017)和提供脉冲的555振荡电路也是不可少的。交流部分，可选择双向可控制硅来控制。手动控制部分，可用一个按键开关来控制。
3．作品设计方案
设计框图见图10－22所示。
图10－22 方案一的方框图
4．单元电路的设计
(1)电源电路
采用变压器降压、二极管整流、电容滤波、7809稳压输出，利用发光二极管指示电源工作状态，电路如图10－23所示。
图10－23 直流稳压部分
(2)电压采样及电压比较
①比较基准电压取自稳压输出，并从R3与R2两个电阻中间取出其实际上就是R3两端的电压。在设计时，基准电压可根据具休情况而确定，本制作将基准电压设为电源电压UO的一半，也就是UO/2。
②电压采样。电压采样是为电压比较器输出能反映光线强弱变化而设置。采样电路由RP1、RG组成，当光线变化时，RG阻值变化，而RG与RP串联并在稳压电源输出端。环境光线强弱变化一RG阻值变化。URG变化，于是光线强弱信号通过RG变成电压URG高低信号，故电路经RG采样得到采样电压，然后采样电压与基准电压UR3进行比较。当基准电压确定时，只要采样电压大于基准电压，电压比较器就有正电压输出，反之则负。在运用时，要先单独测出敏感元件处于不同状态时的电阻值(检测方法见传感器介绍章节)，然后根据基准电压算出与之串联的电阻值。例如: 电源电压12V，基准电压6V，光敏电阻RC的暗阻是1．5 MΩ，亮值是100Ω。
③电压比较器。本制作用的电压比较器芯片是LM358，LM358是一个双运算放大器。它除了④脚⑧脚接电源外，①、②、③脚是一个比较器，⑤、⑥、⑦脚是另一个比较器。用的时候先定好基准电压，本作品采用②脚做基准电压，基准电压定为电源电压的一半。③脚做采样输入，当采样电压大于基准电压时，①脚就会有正电压输出，则9013导通。继电器K动作，常用触点闭合; 当③脚采样电压低于基准电压时，继电器常开触点断开，常闭触点恢复闭合，从而控制其他单元的电路。
5．本赛题所涉及的知识点
(1)稳压电源的制作
(2)光敏电阻的应用
(3)CD4017和CD4511的编码显示驱动电路
(4)单向、双向可控硅的应用。(导通角的控制)
(5)三极管的开关电路(电流的控制)
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