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,常開觸點(diǎn)吸合,指示燈亮,表示鎖被打開。鎖打開后,減弱光照,電路又回到初始狀態(tài)。當(dāng)試圖通過調(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。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Q4、D5、R18向E2快速充電。此后,即使利用試探法搜索到開鎖阻值,運(yùn)放U1C、U1D輸出為低電平,但由于E2的高電平通過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,檢查無誤后,方可打開電源進(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。按下開關(guān)K1和K5,同時(shí)保證其余開關(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?