巧用光电开关种种---实用电子小产品.doc

巧用光电开关种种 硅光敏二极管、硅光敏三极管是一种将光信号转变为电信号的半导体器件，由它组成的光电开关不仅体积小、寿命长和抗干扰能力强，而且还具有无触点输入和输出等优点，故被广泛地应用在工农业生产、国防军事、天文地理及日常生活等领域中。 在实际应用中，光电开关既有触发式、延时式，又有亮控式和暗控式等，可以说是变化多端、适用性极强，是实现自动控制不可少的重要器件。现介绍多种以光电为开关的实用电路，供读者参考选用。 1．光敏三极管的工作原理 在图38-1中，（a)为亮控式光电开关，（b)为暗控式光电开关。 图38-1 在图（a)中，电阻R1与光敏三极管BG1组成BG2管的偏置电路，继电器J为开关电路负载。 当一定波长的光照射到BG1的基极时，便产生光电流，使BG2管基极处低电位而截止，BG2管集电极处高电位，BG3管导通，继电器J得电动作，实现了光电开关的亮控制。 在图（b）中，无光照时，由于光敏三极管BG1的暗阻很大，BG2管基极处高电位导通，继电器J得电动作，这样就实现了光电开关的暗控制。依上述工作原理，可开拓出许多实用性的光电开关电路，今举种种实用电路于后。 2．自控夜间闪光指示灯 在夜间，城市许多地方（如道路施工场地）或野外作业施工的单位，都需要在施工现场安装指示灯，以保证夜间行人及行车的安全。自控夜间闪光指示灯，便具有白天自动关闭而夜间又自动开启闪光、指示的功能。电路简单、安装容易、工作可靠。 自控夜间闪光指示灯的电路如图38-2所示。 图38-2 图中，BG1～BG3组成亮控式光电开关电路，BG4、BG5组成自激多谐振荡器，改变电容C1或C2的容量，即可改变闪光指示灯的频率。BG6、BG7组成复合管放大器，以便用较小的电流带动较大的负载。 在白天，BG3管导通，单向可控硅SCR的控制极因无触发电压而关断，自激多谐振荡器电路的电源不通，灯泡ZD不闪亮；进入夜间，BG3管截止，可控硅SCR导通，使多谐振荡器工作，指示灯便一闪一闪地发光，十分醒目。 自控夜间闪光指示灯的印刷电路如图38-3所示。 图38-3 3．与电网并用的闪光指示灯 目前，为整顿城市市容，美化城市面貌，都在搞穿过公路敷设地下电缆、地下排水沟等工程建设，这样必需在路面上开沟挖槽，若不安装施工指示灯，将给车辆行驶带来很大危险，因此施工现场都装有安全信号灯。图38-4便是由220V市电经电容降压的夜间光电开关信号灯电路。 图38-4 220V市电经电容C1降压、D1～D4桥式整流和DW稳压后，向光电开关电路提供稳定的9V直流电源。白天在强光作用下光电开关阻断，由时基电路NE555构成的振荡器，因电路无电源电压不能工作，双向可控硅SCR1无触发电流而处于关断状态，红色信号灯ZD不亮。 当进入夜晚，BG1因无光照，使光电开关处于通的状态，NE555等组成的振荡器工作，③脚便不断地输出超低频矩形脉冲，触发双向可控硅SCR1不停地导通与关断，使信号灯一闪一闪地发亮。 电路的印刷电路如图38-5所示。 图38-5 4．光控路灯 图38-6为光控路灯电路，白天路灯熄灭，夜间路灯自动点燃。 图38-6 图中，电容C1、C2和二极管D1及稳压管DW，组成简单的电容降压整流电路，接通电源后获得12V左右的直流电压。三极管BG、光敏二极管D2和双向可控硅等，组成光电开关电路。 在白天，光敏二极管D2因受光照呈低电阻，BG管基极电位下降，使BG截止，电阻R1上无电压输出，故双向可控硅SCR处于关断状态，灯泡ZD不亮。当夜幕降临时，D2因无光照其暗阻增大，使BG基极电位升高而导通，R1上输出的电压触发可控硅SCR导通，路灯得电点亮。调节电位器W，可调节BG基极电位高低，即调整了光控的灵敏度。 在安装时，光敏二极管D2应加有防雨的透明玻璃罩，且安放在能全天被日光照射的地方。D2也可用光敏电阻或光敏三极管。 光控路灯的印刷电路如图38-7所示。 图38-7 5.光电自动节水开关 光电自动节水开关的电路如图38-8所示。 图38-8 在光照时，BG1产生的电流提供给BG2的基极，使BG2导通，BG3截止，双向可控硅SCR因无触发电压而关断，控制水流的电磁阀不动作，无水流出。当有人去洗手将光线遮住时，BG1暗阻增大，促使BG2截止，BG2集电极电位升高，BG3导通，电阻R2上输出电压，触发可控硅SCR导通，电磁阀线圈得电，使电磁阀打开，水从水管中自动流出。当手离开水池时，光线又直射到BG1上，可控硅因BG3截止而无触发电压输出，又关断，使电磁阀关闭，水流停止。 光电自动节水开关的安装示意，如图38-9所示。 图38-9 　 光电自动节水开关的印刷电路，如图38-10所示。 图38-10 6．自动照明门铃 当天黑以后走廊又没灯光的时候，门铃按钮是不容易找到的