柴晓杰 CHAI Xiao-jie；王荣申 WANG Rong-shen；柴晓格 CHAI Xiao-ge

（烟台南山学院，烟台265713）

0 引言

在自动化程度越来越高的今天，电脑的智能化控制已经被揭开了神秘的面纱。在车站等公共场所，每天都在轮放着各种各样的广告，而这些播放设备部分使用的是电脑一体机，对其的控制大多需要人工的参与。为了解决这一问题，使对播放设备的控制更加智能化，经过筛选及实验，最终选择了对KG316T微电脑时控开关进行改进，以便实现在无人职守状态下对播放设备的开关机进行定时控制。

1 功能介绍

KG316T微电脑时控开关内置电池、工业级芯片，具有精度高，抗干扰强，体积小，功耗低等特点，被广泛应用在户外的智能控制等领域。

2 原理分析

经过对实物的拆解及电路原理分析，绘制出其内部电路原理图。如图1所示。从图1可以看出，其工作原理为220V市电经变压器隔离、降压后、再经D1整流桥整流、C1滤波后一路为外围电路提供直流工作电压，另一路由R1分压、C2、C4滤波、R2再分压后供给控制芯片5脚。并使LED发光，指示时控开关已经接入市电；LED2接到控制芯片的3、4脚，用来指示时控开关的运行状态。时控开关的1脚为内部1.5V电池（内附电池保证在停电时设定的数据不丢失和控制芯片计时的不间断，长期供液晶显示时钟和微电脑电路运行）的正极，6脚接地。当微电脑控制设置为自动时，控制芯片计时达到某组“开”的时间时，微电脑控制芯片的2脚输出高电平，Q1、Q2依次导通，继电器吸合，时控开关转为开态。此时微电脑控制芯片的3脚处于高点位、4脚处于低点位，LED2点亮，指示目前时控开关处于开状态。当控制芯片计时到达设定的某组“关”的时间时，微电脑控制输出端变为低电平，Q1、Q2截止，继电器释放，时控开关转为关态，同时，由于Q1、Q2截止，微电脑控制芯片3、4脚变为等电位，LED2熄灭，指示目前时控开关处于关状态。当选择手动时将时控开关设定为“开”或“关”的状态时，微电脑控制输出端子分别输出高电平或低电平，控制、指示电路工作过程与设置为自动时相同。

图1 KG316T微电脑时控开关内部电路图

3 点动的实现

根据以上工作原理，当定时时间到了之后，继电器一直处于吸合状态，但是想要控制电脑一体机的开关机却是要求继电器吸合一下接着断开就可以，所以改动的第一步是要把继电器的工作状态改为点动。让继电器实现点动的方法在这里我选用的是在继电器的前面加一级单稳态触发电路。

3.1 元件选择 为了节省体积及提高稳定性，在这里我采用的是分立元件，由电阻、电容、三极管、二极管等组成。其调试的关键是电容C3容量的选择和电阻R6的选择，这两个参数直接影响到继电器吸合时间的长短，过短不能有效的触发电脑一体机开机，过长容易使电脑误动作。

3.2 电路原理 依照如下电路图的参数设置，继电器吸合的时间是0.5S。电路图如图2。此电路图替换图1中的D2和K1。其工作原理为：R6和C3为此单稳态电路的定时元件，控制继电器的吸合时间，当图1中的三极管Q2导通时，电容C3瞬间被充满电，控制继电器吸合的三极管Q3导通，继电器吸合，以控制电脑开机。二极管D5、电阻R5、R6对电容放电，当放到一定程度之后，三极管Q3无法维持导通，继电器闭合虽然图1中的三极管Q2一直处于导通状态，但由于电容隔直通交的特性，故相当于断路，继电器一直处于闭合状态，直到下一次触发。

图2 单稳态触发

4 延时的加入

以上在电脑一体机待机的时候虽然实现了开关机功能，但是如果遇到停电，来电的瞬间，电脑和控制器同时动作，但由于电脑电源部分还没有自检完，而控制部分就动作完了，这样就出现了无法控制电脑开机的情况。故在这里要加入一个通电延时，为了提高延时电路的稳定性及精确性，我选择了NE555时基集成电路作为电路主元件。

4.1 元件参数 NE555时基集成电路是8脚封装，双列直插型，电压为直流5～18V，各引脚功能如下：1脚（GND）是地端。2脚(TR)为触发端，3脚(Vo)为输出端，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定，输出高电压约低于电源电压1V-3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器；4脚(MR)是复位端，5脚(Vc)是控制电压端,不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；6脚(TH)称阈值端；7脚(DIS)是放电端，8脚是电源端。

4.2 电路原理 延时部分的电路图如图3所示。此电路的IN、OUT串联在图1整流桥2脚的后面。

其中C1、R1为延时控制，可以控制延时电路延时时间的长短，当控制器得电时，经图1中的整流桥D1整流，C1滤波后的12V工作电压加至延迟器上，这时NE555的2脚(TR)和6脚(TH)为高电平，则NE555的3脚(Vo)输出为低电平，因此控制器后面的电路不得电而无法工作。这时电源通过图3中的电容器C1、电阻器R1至“地”，对C1进行充电，随着C1上的电压升高，NE555的2脚 (TR)、6脚(TH)的电压越来越往下降，当此电压下降至2/3Vcc时，NE555的3脚(Vo)输出由低电平跳变为高电平，这时后面的电路将得电而工作，继电器得电而触点闭合。

至此，电路的改进已完成。

图3 NE555延时

5 输入输出的改动

为了配合电路的工作，输入输出也要做相应的改动。①将连接继电器的220V电源输入的那根细线和变压器焊在板子上的那根入线焊下来，接到一块，用胶带缠好。②将连接继电器的220V电源输入的那根细线旁边的那根粗线贴着接线柱的根部剪断，焊接到继电器常开触点的一端，并将输出接线柱的另一根线焊到继电器常开触点的另一端。此时，KG316T型微电脑控制器便可以实现由长动到点动的转变，以便实现对电脑开关机的控制。

6 总结

通过以上几步的改造，此KG316T微电脑时控开关实现了以点动输出方式控制电脑在无人职守场合下的定时开关机。具体设置方法举例如下：假如你想让电脑早上6点开机，晚上18点关机，设置过程如下：开机：把第一个定时的开设置为早上6点，第一个定时的关设置为晚上17：59，这样的话早上6点继电器动作，电脑开机。中间如遇停电，当来电后，由于还没有到关的时间，所以经延时后控制部分得电，图2中的三极管Q3输出高电平，继电器动作，电脑开机。当到达17：59时，定时时间到，图2中的三极管Q3输出低电平，控制部分失电，继电器不动作，电脑没有反应。等待第二个定时指令的到达。关机，把第二个定时开设置为晚上18：00，当到达晚上18：00时，继电器动作，电脑关机。第二个定时关设置为晚上18：01，当到达时，图2中的三极管Q3输出低电平，控制部分失电，继电器不动作，电脑没有反应。控制部分等待下一个定时指令的到达。

如想获知图中元件的具体参数，请联系作者索取。

[1]杨志忠.数字电子技术[M].高等教育出版社，2008：5.

[2]付植桐.电子技术[M].高等教育出版社，2006：12.

[3]秦曾煌.电工学[M].高等教育出版社，2013：4.