发布时间 : 星期六 文章传感器课程设计 ——光敏电阻控制发光二级管更新完毕开始阅读a847195577232f60ddcca136
1、 引言
光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 光敏电阻属半导体光敏器件，除具灵敏度高，反应速度快，光谱特性及r值一致性好等特点外，在高温，多湿的恶劣环境下，还能保持高度的稳定性和可靠性，可广泛应用于照相机，太阳能庭院灯，草坪灯，验钞机，石英钟，音乐杯，礼品盒，迷你小夜灯，光声控开关，路灯自动开关以及各种光控玩具，光控灯饰，灯具等光自动开关控制领域。
下面是运用光敏电阻的原理制作的一个闪烁指示器。
2、设计电路及原理
2.1电路功能
闪烁指示器
闪烁指示器白天自动熄灭，天黑以后自动闪烁，可作为楼梯或走廊内电灯开关位置指示器，也可作为灯塔模型中的自动闪烁导航灯。
2.2设计原理
1、电路工作原理
闪烁指示器电路如图所示
电路采用四与非门集成电路CD4011的其中两个与非门，组成可控多谐振荡器，用一只发光二级管（VD）作为闪烁指示灯，以光敏电阻RG为光控元件，整个电路结构比较简单。
在白天时，光敏电阻RG受到自然光线的照射（不必阳光直射），其阻值接近亮
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阻（≤2kΩ），要比与其串联的电阻R3的阻值（100kΩ）小很多，因此与非门C1的1脚输入电压≤0.1V为低电平，与非门C1关闭，即C1输出3脚始终为高电平。C2的6、5脚也是高电平，于是C2的输出4脚始终为低电平，振荡器停震，VD不发光。
天黑时，光敏电阻RG只受到极其微弱光线照射，此时它的阻值接近暗阻（≥600kΩ~2MΩ），要比与其串联的电阻R3的阻值（100kΩ）大很多，所以与非门C1的1脚输入电压≥5V，为高电平，这时C1的输出状态就取决于2脚的状态了。设刚开始时4脚为低电平，则这时3、6、5脚均为高电平，2脚为低电平。3脚高电平经R1、４脚对C1冲电，使C1两端电压升高。当C1的2脚电平超过门限电平时，2脚变为高电平，于是1、2脚均为高电平，则经过C1门输出端3脚为低电平。此时6、5脚也为低电平，于是经C2门输出端4脚为高电平。4脚高电平通过R1和C1的输出端3脚使C1放电，从而C1两端电压下降，即2脚电压也下降。当2脚电压下降至门限电平以下时，2脚重新恢复成低电平，于是2脚为低电平，3脚为高电平，6脚和5脚也为高电平，4脚为低电平，从而又开始了往复循环的过程，形成震荡。如果震荡频率足够低（如1～4Hz），则发光二极管VD将闪闪发光。电阻R4对通过VD的电流起限制作用，可以针对不同的VD发光亮度做适当调整。
振荡周期主要取决于R1C1，当R1为2MΩ，C1为0.2μF时，振荡周期约为1.1s。如果将R1或C1减小一半，如将C1曲为0.1μF，则振荡周期随之缩短，约为0.45s。当然，发光二极管VD的闪烁周期与多谐振荡器的振荡周期相同。
电路震荡时（VD闪烁），工作电流5～7mA。因此，可以省去电源开关。 试验表明，该电路的电源电压改用4.5V时也能正常工作。 ２、元器件的选择
C1、C2用CMOS类通用数字集成电路四与非门CD4011中的两个与非门，也可用CC4011或CH4011、ZC4011、MC4011、TC4011等。
RG选用暗阻≥1MΩ、亮阻≤2kΩ的光敏电阻，如MG41-22.VD用塑封φ5mm的红色发光二极管，作为闪烁指示灯，采用红色会更为醒目。
R1～R3用1/8W碳膜电阻器。C1用耐压≥12V瓷介电容器，C2用耐压≥16V普通电解电容器。E用4节或3节5号干电池。
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３、制作和调试
除电池外，全部元器件都可焊装在印刷电路板上。
只要元器件质量可靠、焊装正确，电路在黑暗处肯定震荡，VD闪烁发光，而一旦处在室内白天正常光线下则立即停止震荡，VD熄灭。如果室内光线不那么明亮，即使用手去挡住入射至RG受光面的光线，也会马上使电路起震、VD发光。 适当增加R3的阻值，可以提高光控灵敏度。但并非灵敏度越高越好。这要视实际所需而定。
3、元器件清单及介绍
3.1元件清单
光敏电阻 74LS00 电容 发光二级管 电阻 1个 1个 2个 1个 若干 3.2 主要元件介绍 3.2.1光敏电阻
光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，
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电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10M欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡（小电珠）光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。
通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内
光敏电阻外形图和电路符号
就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。为了获得高的灵敏度，光敏电阻的电极常采用梳状图案，它是在一定的掩膜下向光电导薄膜上蒸镀金或铟等金属形成
光敏结构图
的。一般光敏电阻器结构如右图所示。
光敏电阻器通常由光敏层、玻璃基片（或树脂防潮膜）和电极等组成。光敏电阻器在电路中用字母“R”或“RL”、“RG”表示
根据光敏电阻的光谱特性，可分为三种光敏电阻器：
紫外光敏电阻器：对紫外线较灵敏，包括硫化镉、硒化镉光敏电阻器等，
用于探测紫外线。
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