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FPC廠之LDR與555定時器組成的光線檢測

文章來源：作者：梁波靜查看手機網(wǎng)址

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人氣：3705發(fā)布日期：2020-08-07 02:37【大中小】

光線檢測器可以簡單由LDR與方波生成器連接而成。而FPC廠的項目中，我們的方波生成器將以555定時器來實現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。該電路的主要基于LDR的工作原理，在深入了解LDR電路之前，軟板廠需要知道LDR的基礎(chǔ)。以下圖片是幾種不同的LDR。

什么是LDR？
LDR由半導(dǎo)體材料制成，并激活了它們的光敏特性。組成材料有很多種，但最為流行的就是硫化鎘（CdS）。這些LDR或者說是光敏電阻的工作原理基于“光電導(dǎo)性”。該特性就是當(dāng)LDR的表面有光線時，其電導(dǎo)率就會增加，換句話說LDR的阻值就會減小。而這一電阻減小的特性基于其表面的半導(dǎo)體材料。
以下即光線檢測電路，555定時器被配置為自由運行狀態(tài)（非穩(wěn)態(tài)），這樣當(dāng)光線強度低于某個特定值時會生成方波。
所需元器件

+5 ~ +10V電源
555定時器
100kΩ電阻
22kΩ電阻
10kΩ電阻
1MΩ的滑動變阻器（電位計）
104（100nF）電容
2N3906三極管
LDR
揚聲器（25Ω，0.5W）

電路圖

上圖及光線檢測報警器的電路圖。稍微觀察一下電路板廠可以看出該電路與非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器類似，這是因為該電路只改動了一處。那就是RESET引腳（引腳4）。在普通的非穩(wěn)態(tài)振蕩器中，該引腳與+5V相連，但考慮到我們要在光線缺失的情況下生成方波脈沖，我們不會將其直接與+5V相連。其RESET引腳上的電阻網(wǎng)絡(luò)提供了一個虛擬地，所以可以不斷重置IC，方波輸出也會在有光線的情況下停止。
這里的三極管則用來驅(qū)動揚聲器，因為直接由555定時器來驅(qū)動并不是一個好主意。此處的揚聲器也可以換成LED，從而創(chuàng)造一個根據(jù)光線產(chǎn)生反應(yīng)的輸出。這樣哪怕陷入黑暗后，我們也有一個備用光。
這里的三極管并非需要強制使用PNP，可以替換為NPN，但引腳連接需要做出相應(yīng)的調(diào)整。
工作原理
在進一步解釋前，電路首先要處于開啟狀態(tài)，且在有光條件下蜂鳴器不會響。該狀態(tài)可以調(diào)整1MΩ的滑動變阻器來實現(xiàn)。然后我們來看電路中的分壓網(wǎng)絡(luò)，一端為1MΩ和100kΩ的電阻，一端為LDR，RESET引腳連接到兩者之間。我們可以調(diào)整滑動變阻器讓其有足夠的阻值，并在分壓網(wǎng)絡(luò)的上端造成全部電平的壓降（+5V）。這就讓分壓器的中點成了虛擬地（RESET引腳）?？紤]到555定時器的RESET引腳為低電平觸發(fā)，所以定時器會持續(xù)處于重置模式，也就不會產(chǎn)生方波。從這我們可以得出，當(dāng)有光線的情況下，555定時器為重置狀態(tài)且沒有輸出。
當(dāng)LDR陷入黑暗后，LDR的阻值會急劇增加，于是會改變分壓網(wǎng)絡(luò)的比例。出現(xiàn)這種情況后，分壓網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的電位會從0V升到2V（左右）。這段電平改變會使555定時器脫離重置模式。一旦脫離重置模式后，定時器就會開始生成方波。
方波導(dǎo)入PNP三極管后驅(qū)動揚聲器，并生成報警信號。
常見錯誤
調(diào)整滑動變阻器后揚聲器還在響原因和解決辦法：1.LDR可能阻值過大，使得RESET引腳上仍有不小電位。改成將100kΩ的電阻與1MΩ的滑動變阻器串聯(lián)。2.查看RESET引腳（引腳4）是不是不小心與+5V的電源線相連了。
哪怕在黑暗情況下也揚聲器也沒有響聲原因和解決辦法：LDR可能并沒有產(chǎn)生在RESET引腳上產(chǎn)生足夠電位。將一個滑動變阻器與LDR相連，并調(diào)整滑動變阻器到出現(xiàn)響聲為止。
三極管發(fā)熱解決辦法：在三極管的基極放一個100Ω的電阻。