自動調(diào)節(jié)亮度的汽車車內(nèi)頂燈設(shè)計

李 源

（昆明冶金高等?？茖W校，云南 昆明 650033）

現(xiàn)代轎車中，為了方便車上乘員夜間上下車或者在車上閱讀等，在車內(nèi)頂部安裝了頂燈，車內(nèi)頂燈受頂燈開關(guān)和車門雙重控制。車內(nèi)頂燈只要工作，在任何時候的亮度都是一樣的，不能夠根據(jù)外界光照亮度來自動調(diào)節(jié)車內(nèi)頂燈的亮度。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文提出一種自動調(diào)節(jié)亮度的車內(nèi)頂燈，通過光照強度改變光照傳感器的電阻值，進而改變通過車內(nèi)頂燈的電流，解決當前缺少根據(jù)車內(nèi)亮度情況自動調(diào)節(jié)車內(nèi)頂燈亮度的技術(shù)問題，具有可根據(jù)環(huán)境的光強度自動調(diào)節(jié)車內(nèi)頂燈亮度的效果。

1 自動調(diào)節(jié)電路圖設(shè)計

圖1為自動調(diào)節(jié)亮度的車內(nèi)頂燈設(shè)計電路圖，包括頂燈L和自動調(diào)節(jié)電路。其中，自動調(diào)節(jié)電路包括電阻R、光照傳感器Rx、二極管D、三極管VT、繼電器J、聯(lián)動開關(guān)、左前車門開關(guān)K3、右前車門開關(guān)K4、左后車門開關(guān)K5、右后車門開關(guān)K6，其中聯(lián)動開關(guān)上有第1分開關(guān)K1和第2分開關(guān)K2。三極管VT的基極分別與電阻R的一端和光照傳感器Rx的一端相連，發(fā)射極搭鐵，并與電阻R的另一端相連。三極管VT的集電極分別與繼電器J和二極管D的正極相連，二極管D的負極與光照傳感器Rx的另一端以及聯(lián)動開關(guān)的第1分開關(guān)K1連接。左前車門開關(guān)K3、右前車門開關(guān)K4、左后車門開關(guān)K5和右后車門開關(guān)K6并聯(lián)后的一端搭鐵，另一端經(jīng)繼電器J與聯(lián)動開關(guān)的第1分開關(guān)K1的一端連接，K1的另一端與頂燈L的一端連接。聯(lián)動開關(guān)的第2分開關(guān)K2的一端搭鐵，另一端與頂燈L的一端連接，頂燈L的另一端由12V電源供電。

圖1 一種自動調(diào)節(jié)亮度的車內(nèi)頂燈設(shè)計電路圖

圖1中的光照傳感器Rx如圖2所示，包括光敏電阻11、光電耦合器12、電路板、金屬接線柱a、金屬接線柱b、開關(guān)13、電源12；光敏電阻11、光電耦合器12、金屬接線柱a、金屬接線柱b、開關(guān)13、電源14固定在電路板上。金屬接線柱a與光敏電阻11一端實現(xiàn)電連接，光敏電阻11另一端與光電耦合器12的第3腳實現(xiàn)電連接，光電耦合器12的第4腳與金屬接線柱b電連接。光電耦合器12的第1腳與電源14的正極電連接，電源14的負極與開關(guān)13一端電連接，開關(guān)13另一端與光電耦合器12的第2腳電連接。

圖2 光照傳感器結(jié)構(gòu)圖

2 電路分析

K1和K2是聯(lián)動開關(guān)，分為位置0、或位置1和位置2，即K1和K2同時在位置0、或位置1、或位置2。 K3為左前車門開關(guān)，當左前門關(guān)閉時，K3斷開，當左前門打開時，K3閉合；K4為右前車門開關(guān)，當右前門關(guān)閉時，K4斷開，當右前門打開時，K4閉合；K5為左后車門開關(guān)，當左后門關(guān)閉時，K5斷開，當左后門打開時，K5閉合；K6為右后車門開關(guān)，當右后門關(guān)閉時，K6斷開，當右后門打開時，K6閉合。Rx為光照傳感器，安裝在車內(nèi)頂部，當光傳感器接收的光亮多時，其電阻值變??；當光傳感器接收的光亮少時，其電阻值變大。通過改變Rx的電阻值，來決定三極管VT是導通還是截止。D為二極管，釋放繼電器J線圈的反電動勢。

1）當K1和K2同時在位置0，頂燈L電路斷路，即頂燈L不亮。

2）K1和K2同時在位置1時，電流：電源 （正極）→頂燈L→K2（位置1）→電源 （負極），頂燈L有電流，頂燈L亮。

3）當K1和K2同時在位置2時，分為兩種情況：第1種情況是車內(nèi)光線充足 （不需要頂燈照明），此時光傳感器接收的光度強，其電阻Rx變小，有電路1：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→Rx→R→電源 （負極） （頂燈L上流過的電流很少，所以此時頂燈不亮），由于電阻Rx變小，則Rx上的電壓降減小，R上的電壓降增大。當R上的電壓降增大到一定程度時，三極管VT導通，則電路2：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J線圈→三極管VT→電源 （負極） （頂燈L上流過的電流很少，所以此時頂燈不亮），繼電器J線圈有電流流過，其常閉觸點斷開，此時即使K3、或K4、或K5、或K6閉合，頂燈L也不亮，節(jié)省電源。

第2種情況是車內(nèi)光線不足 （需要頂燈照明），此時光傳感器接收的光度弱，其電阻Rx變大，電路1：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→Rx→R→電源 （負極） （頂燈L上流過的電流很少，所以此時頂燈不亮），由于電阻Rx變大，則Rx上的電壓降增大，R上的電壓降減少。當R上的電壓降減少到一定程度時，三極管VT截止，則繼電器J的線圈失電，其常閉觸點閉合。此時，若打開左前車門開關(guān)，則K3閉合，電路：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J的觸點 （閉合）→左前車門開關(guān)K3（閉合）→電源 （負極），頂燈自動亮；若打開右前車門開關(guān)，則K4閉合，電路：電源（正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J的觸點 （閉合）→右前車門開關(guān)K4（閉合）→電源 （負極），頂燈自動亮；若打開左后車門開關(guān)，則K5閉合，電路：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J的觸點 （閉合）→左后車門開關(guān)K5（閉合）→電源 （負極），頂燈自動亮；若打開右后車門開關(guān)，則K6閉合，電路：電源 （正極）→頂燈L→K1（位置2）→繼電器J的觸點 （閉合）→右后車門開關(guān)K6（閉合）→電源 （負極），頂燈自動亮。實現(xiàn)根據(jù)車內(nèi)光線強弱，自動控制車內(nèi)頂燈的亮或滅。

二極管D是釋放繼電器J線圈的反電動勢，當繼電器J線圈斷電時，將產(chǎn)生反向高電動勢，釋放電路：繼電器J線圈（+）→二極管D→繼電器J線圈 （-）。

3 總結(jié)

本設(shè)計解決了當前缺少根據(jù)車內(nèi)亮度情況自動調(diào)節(jié)車內(nèi)頂燈亮度的技術(shù)問題，具有可根據(jù)環(huán)境的光強度自動調(diào)節(jié)車內(nèi)頂燈亮度的效果。