光电系统设计实验报告

基于红外对管的光电开关的设计

专业班：电信 10102

设计者：

设计者：

指导老师：雷立云

时间： 2012/12/3----2012/12/13

一：设计目的：基于红外对管的光电开关设计

二：功能摘要

本设计利用555定时器构成多谐振荡器，从3脚输出38KHZ左右的方波信号，经Q1驱动红外发射管D1，当有障碍物靠近或挡住时，红外接收管不导通，三极管Q3截止，灯泡熄灭，当没有障碍物接近或挡住时，红外接收管接收红外光导通，三极管Q3驱动灯泡点亮。三：方案设计

系统框图

四：系统硬件设计

（1）555定时器引脚图

555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.

555引脚图介绍如下

1地 GND

2触发

3输出

4复位

5控制电压

6门限(阈值）

7放电

8电源电压Vcc

（2）红外对管

红外发射管是由红外发光二级管矩组成发光体，用红外辐射效率高的材料（常用砷化镓）制成PN结，正向偏压向PN结注入电流激发红外光，其光谱功率分布为中心波长830～950nm。电流越大温度越高，温度越高电流越大，LED红外灯的功率和电流大小有关，但正向电流超过最大额定值时，红外灯发射功率反而下降。红外接收管它是一个具有光敏特征的PN结，属于光敏二极管，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时，有很小的饱和反向漏电流（暗电流）。此时光敏管不导通。当光照时，饱和反向漏电流马上增加，形成光电流，在一定的范围内它随入射光强度的变化而增大

（3）硬件仿真图：

五：元器件清单：

六：调试结果：

通过为期两个星期的原理图设计、仿真、焊接到调试，结果比较明显，若用障碍物挡住红外接收管的接收，则LED灯不亮，若没有障碍物阻挡红外接收管接收，则LED灯点亮。

七：心得体会

实验总结：从日常生活的普通可见性，我们将设计定格到光电开关这一

简单实用的课题，从硬件方面来讲不是很难，通过555定时器产生方波型号来驱动红外线发射管，若红外线接收管被障碍物遮挡，则LED灯不亮，反之则亮。在protues上仿真上，经过多次调试、修改才得以出仿真结果。虽在仿真过程中遇到的问题不大，但也让我们明白理论与实际差距的悬殊，单纯的仿真能得到理想的结果，但做成实物成品时，却跟理论仿真相差大，因为要考虑的因数很多，加之电路本身的干扰和外部干扰使得某些效果得不到很好的理想值。

经过本次课程设计，我们也比较好的把理论知识与实践相结合，而我们也在本次设计中收获不少。设计过程中，首先，对于传感器又多了一层了解，其次，还有硬件的接线，还有相关元器件引脚方面的作用和连线，都让我们收获不少。加强了自身的动手能力，同时也感谢辅导老师的细心辅导和教诲。