光电检测小制作大全.docx

1、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：Ub2ER8（R7R8）1.46V，UeUb207V076V，Ic2IeUaR638mA，Ue2EIc2R51.82V。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 Ub1Ub

2、2=146V或 UblUb2=1.46V。若电源接通时Ub2Ubl，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Ubl146V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，Ue21.82V，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 Ub1Ub2时，VT异导通，VT2截止，V

3、T3、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Ub1Ub2时，灯熄。做到“风能熄火”，确有仿真性。元器件选择 VT1VT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

4、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、

5、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4V220V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

6、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VD1VD4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

7、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3Hz5Hz），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

8、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0.2mA0.3mA。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，

9、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

10、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100。单向可控硅 SCR为1A100V高灵敏触发型。发光二极管为5mm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

11、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6

12、V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IC2B的反相输人端6脚为低电平，7脚输出高电平，加到比较器IC2A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，IC2A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

13、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BCD7段锁存译码/驱动电路。它的1、2、6、7脚为BCD码输入端，915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L

14、E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R9R15，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，

15、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100k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

16、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

17、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

18、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