光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

加深了解光敏電阻的工作原理及應(yīng)用性

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

光電密碼鎖設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

三、實(shí)驗(yàn)儀器

光電技術(shù)創(chuàng)新綜合實(shí)驗(yàn)儀                                    一臺(tái)

光敏電阻實(shí)驗(yàn)?zāi)K                                          一塊

光源輸出及測(cè)量實(shí)驗(yàn)?zāi)K                                    一塊

連接導(dǎo)線                                                  若干

四、實(shí)驗(yàn)原理

1、實(shí)驗(yàn)參考原理

圖5-1  光電密碼鎖電路

其工作原理是：該電路由窗口電壓比較器、鑒別控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。運(yùn)算放大器U1C和U1D組成一個(gè)窗口電壓比較器，窗口典型的范圍為1/2電源電壓，并且允許誤差±0.25%。當(dāng)a點(diǎn)電壓落入比較器范圍內(nèi)時(shí)，b點(diǎn)電位變低。反之，則變高。

當(dāng)無(wú)光照時(shí)，光敏電阻RL阻值很大，a點(diǎn)電壓接近于電源電壓，經(jīng)U1C、U1D鑒別后，b點(diǎn)輸出高電平，運(yùn)放U1A輸出為低電平，三極管Q5截止，電子鎖處于閉鎖狀態(tài)。并且R9、R15分壓導(dǎo)致c點(diǎn)電位為0.9倍的電源電壓，但此時(shí)a點(diǎn)電位仍稍高于c點(diǎn)電位，故U1B輸出高電平，三極管Q4處于截止?fàn)顟B(tài)。

當(dāng)光敏電阻接收光照，電阻阻值降低為10K時(shí)，a點(diǎn)的電位降落在1/2電源電壓內(nèi)，經(jīng)運(yùn)放U1C、U1D鑒別后，b點(diǎn)為低電平，經(jīng)U1A運(yùn)算放大器后輸出為高電平，此時(shí)Q5導(dǎo)通，繼電器接通，常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，指示燈亮，表示鎖被打開(kāi)。鎖打開(kāi)后，減弱光照，電路又回到初始狀態(tài)。當(dāng)試圖通過(guò)調(diào)節(jié)光照改變光敏電阻阻值試探時(shí)，或接入錯(cuò)誤電阻進(jìn)行開(kāi)鎖時(shí)，經(jīng)運(yùn)放U1C、U1D鑒別后，b點(diǎn)為高電平，經(jīng)U1A運(yùn)算放大器后輸出為低電平，繼電器不工作，鎖不能打開(kāi)。此時(shí)運(yùn)放U1B輸出為低電平，三極管Q4導(dǎo)通，b點(diǎn)的高電平通過(guò)Q4、D5、R18向E2快速充電。此后，即使利用試探法搜索到開(kāi)鎖阻值，運(yùn)放U1C、U1D輸出為低電平，但由于E2的高電平通過(guò)D6的作用，使b點(diǎn)維持高電平，運(yùn)放U1A輸出低電平，Q5不能導(dǎo)通，繼電器電路被封鎖住，只有等E2通過(guò)R19放電結(jié)束后，才能解除封鎖狀態(tài)。

五、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

1、打開(kāi)電源之前，將“電源調(diào)節(jié)”旋鈕逆時(shí)針調(diào)至底端；

2、實(shí)驗(yàn)操作中不要帶電插拔導(dǎo)線，應(yīng)該在熟悉原理后，按照電路圖連接，檢查無(wú)誤后，方可打開(kāi)電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；

3、若照度計(jì)、電流表或電壓表顯示為“1＿”時(shí)說(shuō)明超出量程，選擇合適的量程再測(cè)量；

4、嚴(yán)禁將任何電源對(duì)地短路。

六、實(shí)驗(yàn)步驟

1、J7、J8分別連接實(shí)驗(yàn)箱上的光敏電阻結(jié)構(gòu)件黃、藍(lán)插孔，同時(shí)將套筒紅、黑插孔與照度計(jì)紅、黑插孔相連；

2、連接模塊上的J3插孔至J5插孔，J4插孔至J6插孔，打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源，調(diào)節(jié)照度計(jì)“調(diào)零”旋鈕，至照度計(jì)顯示為“000.0”為止。按下開(kāi)關(guān)K1和K5，同時(shí)保證其余開(kāi)關(guān)都彈起。

3、連續(xù)調(diào)節(jié)光源強(qiáng)度，觀察LED1的亮滅情況。

4、緩慢調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，用示波器觀察D4二極管的+極的電壓，如果為高電平則增加光照強(qiáng)度，使之變?yōu)榈碗娖健．?dāng)D4+極電壓調(diào)為低電平后、用示波器觀察D3+極的電壓，如果此電壓為高電平，則減小光照強(qiáng)度，使之變?yōu)榈碗娖健７磸?fù)調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，當(dāng)D3、D4正極電壓都變?yōu)榈碗娖降臅r(shí)候，觀察LED1的亮滅狀態(tài)。

5、當(dāng)LED1處于發(fā)光狀態(tài)后；增大或減小光照強(qiáng)度，觀察LED1的亮滅狀態(tài)。

6、當(dāng)LED1處于發(fā)光狀態(tài)時(shí)，調(diào)節(jié)撥碼開(kāi)關(guān)SP1的狀態(tài)，觀察LED5，LED6，LED7，LED8與LED9，LED10，LED11，LED12對(duì)應(yīng)發(fā)光情況。當(dāng)LED1熄滅時(shí)再次觀察撥碼燈的對(duì)應(yīng)發(fā)光情況。

7、將“電源調(diào)節(jié)”旋鈕逆時(shí)針旋至不可調(diào)位置，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源。

七、實(shí)驗(yàn)思考

1、光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)電路存在哪些不足，可進(jìn)行怎樣的改進(jìn)？

2、試分析日常生活中，光敏電阻可用于什么領(lǐng)域？