光电检测小制作大全.docx

光电检测小制作大全.docx

《光电检测小制作大全.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光电检测小制作大全.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

光电检测小制作大全

附件：

光电小制作实例参考

一、电子蜡烛

传统的蜡烛是火柴点火，风吹熄灭。

用电子蜡烛取代传统蜡烛可以避免火患，又有仿真性。

图1电子蜡烛电路图

工作原理电子蜡烛的电路如图1所示。

VT1、VT2成电流开关电路。

电源接通时，VT1截止，VT2导通，VT2的工作点是：

Ub2＝E·R8／（R7＋R8）＝1.46V，Ue＝Ub2－0．7V＝0．76V，Ic2≈Ie＝Ua／R6＝3．8mA，Ue2＝E－Ic2R5＝1.82V。

VT1的基极电位Ub1的情况是：

暂且先认为光敏电阻R1的阻值为无穷大，R3是常温下阻值为150欧的负温度系数热敏电阻（NTC）。

电源接通，R3中有电流流过，其阻值有所减小，通过调整W总可以使Ub1＞Ub2=1．46V或Ubl＜Ub2=1.46V。

若电源接通时Ub2＞Ubl，则的VT2先导通，VT1截止。

此时用火柴光照一下R1，则R1下降，Ubl上升，当Ubl＞1．46V时，VTI导通，进而有Ue增加，Ube2下降导致VT2截止。

VT2截止后，Ie完全从VT1流来。

因此，VT1与VT2组成的电路中，电流Ie可以从VT1流来，也可从VT2流来，好像有一开关在转换，因此叫电流开关电路。

又由于输入端电位Ubl与输出端电位Ue2反相，因此也叫差动倒相电路。

VT2导通时，Ue2＝1.82V，这时VT3、VT均不导通，灯不亮。

若用火柴光照R1几秒，则Ub1升高．当满足Ub1＞Ub2时，VT异导通，VT2截止，VT3、VT4均导通，灯亮。

VT4导通后，有一附加电流流过R3，使R3阻值进一步减小，维持Ub1升高，因而灯持续亮。

当用风吹R3或用湿布给R3降温时Ub1降低,满足Ub1＜Ub2时，灯熄。

做到“风能熄火”，确有仿真性。

元器件选择VT1－VT均选用3DG6C三极管；VT4选用3CG2F。

R1选用CdS光敏电阻。

ZD选用6.3V电珠。

其他元器件选用如图2所示。

制作与调试本电路制作后的外形图可参照图。

蜡烛火焰选用仪器指示灯，包括灯座、灯罩（红色）和6.3V电珠。

4节5号电池装在底座内，印板装在圆柱简内。

电路调整以调w使蜡烛刚好不自发点火为宜。

读者在制作时可自行调整R3、R1及ZD的位置，以使仿真蜡烛更加逼真。

图2电子蜡烛外形图

二、电子萤火虫

工作原理

电子萤火虫电路原理图如图2一50所示。

电路中RPI与光敏电阻器RL组成光控电路，白天RL呈低电阻，555时基集成电路4脚为低电平，．555时基集成电路复位不工作，到了夜晚，RL呈高阻态，555时基集成电路即开始起振，3脚交替输出高电平与低电平，当3脚输出低电平时，电源经发光二极管VL1向C3充电，VL1发光。

随着充电进行，充电电流减小，VL1渐暗直至熄灭；当3脚输出高电平时，C3通过VD1放电，同时电源通过VL2向C4充电，同理VLZ发光亮度由亮渐暗，直至熄灭；当3脚又输出低电平时，VU又开始发光，同时C4可通过VD2放电。

周而复始，VU、VL2能像萤火虫一样闪亮，调节RP2可改变其闪烁频率以获得理想的效果。

调RP1可改变光控灵敏度，当电路处于复位状态时，由于C3的隔直作用，电荷充满后，发光管不再发光。

图3一位数显式定时器

元器件选择

选用NE555,LM555或561555等时基集成电路。

选用MG45-13型光敏电阻器。

元器件均无特殊要求，可按图2一50所标型号及参数进行选用。

三、多功能验电笔

图3是一个用变色发光二极管（三引脚式）及其他器件构成的无源验电笔。

不仅可以验证4V～220V交流或直流电压的存在与否，还能只是出被测电压是交流还是直流，以及直流电压的极性。

图3的6只二极管组成全波整流电桥，其中VD5和VD6是封在一个壳内的三引脚变色发光二极管。

晶体管VT1和VT2及电阻R1和R2共同构成一个恒流源，以保证在所测的宽电压范围内给发光二极管提供恒定的电流。

电阻R3呵电容C1用来吸收被测电压中偶尔可能出现的尖峰电压，以保护VT1和VT2。

由图容易看出，若被测电压Ux为交流，则VD5和VD6都发光；若Ux为上正下负的直流电压，则只有VD5发光；若Ux为上负下正的直流电压，则只有VD6发光。

为了保证可测电压的范围，四个整流二极管VD1～VD4的耐压不应低于350V，两个晶体管的耐压也不应低于此值。

否则将降低量程上限。

图4多功能验电笔电路图

四、二极管快速分选器

在测试二极管参数之前．先应对二极管进行完好性筛选，以便剔除掉那些开路或短路的无效二极管。

这时，不论用万用表粗测或用晶体管图示仪粗测都是很费时间的。

因为都必须对真正反向电阻分别进行一次检测，还常常烦于判别标志不明管子的极性。

但若使用图4所示的电路，就非常简便，根本用不着理会被测被测二极管的极性，随便拿来插入测试孔，立刻就能判定；管子是否正常，管子的极性，是否开路、短路，很适于大量快速分选。

该分选器的原理十分简单：

用CMOS集成电路6非门（CO33或CD4069）的其中2个非门组成超低频振荡器（频率约为3Hz～5Hz），其余4个非门并联起来，用作功率放大器。

再通过输出耦合电容将输出波形变为含正负两半周的交流输出，以便测试时不论测二极管的安插极性如何，都会有一种发光颜色来指示。

由图4很容易看出，当被测二极管VDx正极在插入测试孔时，变色二极管VD将发红光，反之则发绿光。

若被测二极管是开路的，则变色二极管不发光；若VDx是短路的，则变色二极管出现红绿色的交替变化。

这个快速分选器可以连同电池（9V叠层电池）装成一体，平均电流仅0.2mA～0.3mA。

它不仅可以粗测普通整流及检波二极管，也壳粗测稳压二极管、发光二极管等。

图5二极管快速分选器电路

五、高灵敏度大响度防盗报警系统

此报警器适用于果园防盗报警。

它十分灵敏、响度大，对盗贼的威慑力强，即使短时园中无人，也不用担心果子被盗，因为“抓贼呀”的急促警声响起，易引起人们的注意，吓走盗贼。

此报警器采用断线触发方式，一旦触发，即使再连接导线也无用，警声响起约两分钟后自停。

本电路制作容易、不调试、效果好，平时不耗电。

工作原理电路如图5所示。

SCR、R2、L构成断线可控触发电源开关，L为防盗线。

三极管VT和IC1等组成约2min单稳延时触发电路。

IC2为语言“抓贼呀”报警电路。

平时，K合上，无盗情时，报警防盗线将SCR控制极触发电流对地短路，SCR截止，电路不工作，处于监守状态。

当盗者越墙入园中时，由于将导线L拉断，SCR控制极经R2得触发电流而导通，为工作电路供电。

三极管VT导通，负脉冲信号经C1触发IC1的2脚后3脚输出高电平，经DW稳压的4.5V电压使IC2工作，发出“抓贼呀”的报警信号，此信号经C6耦合至IC3作功率放大后，扬声器发出响亮的报警声。

当IC1触发后，C2经R5充电，约2min后，6脚为高电平，3脚输出低电平，报警电路停止工作。

这时，指示灯LED2点亮，表示报警器已工作过一次。

此时，将电源开关K断开，再连接好防盗线后，重合K，电路又进入监控状态。

发光二极管LED1作电源指示。

÷

图6高灵敏度大响度防盗报警器电路

元件选择IC1为NE555时基电路，IC2选用LQ46语音集成电路芯片，IC3选用TDA2003功放集成电路。

三极管β≥100。

单向可控硅SCR为1A100V高灵敏触发型。

发光二极管为Φ5mm高亮度型，防盗线用漆包线，长度以能围果园一周为准。

电源为12V蓄电池。

制作与调试制作时，印制板按所选元器件大小排版。

布防盗线时，现在四周围墙上适当高度位置，用竹钉以5m的间距大钉，然后在其上缠绕防盗线绕围墙一周，两端头接电路。

为了让防盗线易拉断，壳在每段中间剪断，然后再对接好，不可接得太牢靠，要做到稍有压力，接头就能断开为宜。

但也要防止虚接，以免开关K合上后易误报警。

六、电子计数器

本计数器可将机械或人工计数方式变为电子计数，并且采用LED数码显示，简单直观，可适用于诸多行业，以满足现代生产、生活方式的需求。

工作原理电路如图6所示，包括电源、光电计数和计数显示三大部分。

电源部分：

220V交流市电经变压器T降压、桥式整流、电容滤波、7809稳压后为整个电路提供＋6V稳定工作电压。

光电计数部分：

当光敏三极管VT1接收到红外发二极管VD1射来的红外光线时，其亮电

图7电子计数器电路图

工作原理

当光敏三极管VT1接收到红外发光二极管射来的红外光线时，VT1导通，比较器IC2－B的反相输人端6脚为低电平，7脚输出高电平，加到比较器IC2－A的反相输人端，使1脚输出低电平，则光电耦合器4N35内的发光管点亮，对应的光敏管导通，三极管VT2也导通，VT2集电极输出低电平。

当有物体通过红外发光二极管VD1和接收管VT1之间，红外线被挡住，VT1截止，IC2－A的1脚输出高电平，4N35截止，VT2截止,VT2集电极输出高电子，故当有物体通过VT1时，便在VT2集电极上输出计数脉冲信号，该信号送到十进制计数器，再送到译码显示电路，显示出相应的数据

原理图

图8光电计数电路

七、数码显示抢答器

图9数码显示抢答器电路图

这里介绍的数码显示抢答器用数码管作显示，可使参赛队员和观众都能看到抢答结果，有很好的透明度。

此装置简单，制作容易。

工作原理数码显示抢答器的电路如图7所示。

集成电路CD4511是数码显示抢答器的主要部分。

这是一块BCD——7段锁存／译码/驱动电路。

它的1、2、6、7脚为BCD码输入端，9～15脚为显示输出端，3脚LT为测试端，当它为“0”时，输出全为“1”。

4脚BI为消隐端，当BI为“0”时，输出全为“0”，此端为“0”时还能清除锁存器内的数值。

5脚LE为锁存允许端．当此端由“0”变为“1”时，a、b、c、d、e、f、g7个输出端保持在LE为“0”时所加BCD码对应的显示状态。

16脚接电源正极，8脚接电源负极。

集成电路输人端与输出端的关系见真值表图8所示。

电路由4部分组成。

电路的电源电压最高为18V，所以只要不超过这个极限，电路都是可以正常工作的。

换用大数码显示屏后也要适当调整电阻器R9～R15，使每段的工作电流不超过25mA（这是CD4511允许的输出电流）。

抢答器还应有音响效果，在这个电路中没有画出。

为该电路增加音响效果也很简单，找一只“叮咚’门铃集成电路作音响。

由CD4511的第5脚上接出一只4700pF的小电容器到“叮咚’门铃的触发端，再将“叮咚”门铃的电源负极与抢答器的电源负极接到一起就行了，这样抢答器就更完善了。

图10集成电路输入端和输出端的关系

八、光束报警器

图10示出了在一个红外（IR）光束为调的报警器的应用中所使用的选择20kHz频率的前置放大器电路。

在这里，光束一被切断，报警器就鸣叫。

在图中，两只IR光敏二极管是并联的，所以只有哦当两只二极管的信号都被截断时整个光束信号才会丢失。

另外，两只光敏二极管公用一直公共的100kΩ负载点主（R1）。

这个电阻被C1所旁路以抑制不需要的高频信号，而R1的输出信号又通过C2被馈送盗又运放构成的100被反相放大器上，C2抑制了不需要的低频信号。

图11光束报警器

九、一位数显式定时器

数显式定时器具有显示明确清晰的特点。

它是将表示时间的数字脉冲信号通过数码器译码后，用数码显示管显示出来。

该电路介绍的是一位数码显示的数显式定时器，它的显示单位要根据时基信号的单位而定。

它可以是“秒”，也可以是“分”，当然也可以是“时”。

但对于数显式一位定时器来说，“时”这个单位太大了，由于本电路结构的原因，不易达到准确，所以一般很少采用。

其电路组成如图11所示。

本电路由时基信号发生器、时间计数器、数码译码器和数码显示器组成。

图12一位数显式定时器

工作原理一位数显式定时器电路由时基信号发生器、时间计数器、数码译码器和数码

显示器组成，其电路原理图如图所示。

时基信号发生器是由ne555时基集成电路组成的多谐振荡器组成的。

根据图11中定时元件的数值，通过振荡器的振荡周期计算公式计算，它的时基信号的调节范围为1一60s，由rp进行相应的调节。

时间计数器由可预置数的4位二／十进制加／减计数器cd40192组成，电路中将预置数端dpi、dp4接电源，预置为"1".而将dp2、dp3接低电平，预置为"0"。

也就是说已将该计数器预置为二／十进制数的"l001”，即十进制数的“9”。

时基脉冲的输出信号接至计数器的减计数输人端cp_，可知该电路是要作减计数，即习惯上所称的倒计时。

当电路接通电源后，由r3和c3形成的脉冲下降沿加至计数器的瓦端，使预置数立即被送到输出端ql一q4,其输出状态为1001。

这一输出通过数码译码器ic3译码后，送到数码显示管显示为数码+9;。

数码译码器cd4511将计数器ic2输出的二／十进制码1001通过译码，转换为数码显示管的笔段后输出，通过数码显示管显示出来。

当时基脉冲信号发生器发生的时基脉冲输人计数器后，计数器在预置数的基础上作减计数。

随着时基脉冲的不断输人，计数及显示器依次显示9，8，7，6，5，4，3，2，1，0，当计数器计数到0后，级连进位输出端bq即13脚输出进位脉冲。

如果电路中连接有控制执行单元电路时，该电路就会执行所预定的控制结果。

元器件选择icl选用ne555时基集成电路；ic2选用cd40192可预置数的4位二／十进制加／减计数器数字集成电路；ic3选用数码译码器cd4511;ic4选用数码显示管其他元器件均无特殊要求，可按图所标型号及参数进行选用。

十、交通信号灯电路

图13交通信号灯电路原理图