光电技术实验-光电报警(给出发射部分电路)
光电报警实验-11页文档资料
实验五光电报警红外遥控实验一、内容简介GCGDBJ-B型光电报警及红外遥控实验仪是光电检测器件应用实验仪，是一种半自拟实验，利用一些光电器件及外围电路设计成实现某种实际应用的功能的产品模型，如光电报警、红外遥控等等。
光学器件采用金属封装，并配备有光学导轨，设计调节记录方便。
电路部分模块化功能设计，有电源模块、光调制模块、光电弱信号放大模块、判决模块、锁相环模块、报警保持模块、报警电路、电子器件设计区等几部分组成，各功能模块的输入输出留有连接插座，实现的功能独立，选用不同的模块以实现不同的功能。
另外，还配备有大量的电源输出、电阻、电容、二极管、粗调电位器、细调电位器、运算放大器，作为学生自已设计以及扩展使用，提高学生动手动脑能力。
光电报警系统是采用砷化镓发光管组成的发射系统，在发射和接收系统之间有红外光束警戒线。
当警戒线被阻断时，接收系统发出报警信号。
要求系统在给定器件的条件下作用距离尽可能远。
红外遥控与电视的遥控器原理一样，通过发射编码，接收解码的方式识别所发射的数据，再对所解码的数据进行处理。
二、实验仪说明图1 光电报警及红外遥控实验仪主机箱电源模块：+5V，GND，-5V为实验箱提供设计电源S1，按下则箱体接通电源，相应的电源指示灯亮光源模块：LED+，红外发射二极管驱动输出端+LED-，红外发射二极管驱动输出-T53，调制波信号输出口（扩展用）TP1，调制信号测试点GND1，测试接地点放大电路：PD+，探测器接收信号输入端+PD-，探测器接收信号输入端-T5，放大后信号输出端第 - 1 - 页TP2，放大输出信号测试点判决电路：T6，判决信号输入端T7，判决信号输出端TP3，判决输出信号测试点锁相环：T8，待锁相信号输入端T9，锁相信号输出端TP5，锁相环信号输出端测试点报警保持：T10，保持信号输入端T11，保持信号输出端S2，保持信号复位报警电路：T50，发光报警输入端，接入此电路仅发光（用于实验调试用）T52，声音报警输入端，接入此电路仅发声，若同时接入T50 T52则同时发光报警和声音报警。
光电报警器实验研究
目录目录 (I)摘要 (II)第1章光电传感器概述 (1)1.1 光电探测器概况 (1)1.2 光电传感器应用 (1)1.3 光电传感器特点 (2)第2章光电探测器工作原理 (3)2.1 光电探测器的原理 (3)2.1.1 光电探测器的种类 (3)2.1.2 光电探测器原理 (4)2.2 光电探测器的特性参数 (6)2.3 光电探测器的噪声 (8)2.4 光电二极管 (8)2.4.1 Si光电二极管 (9)2.4.2 PIN光电二极管 (12)2.4.3 雪崩光电二极管(APD) (12)2.4.4光电三极管 (13)第3章光电报警器工作原理及电路设计 (15)3.1 光电传感器的分类及其工作方式 (15)3.2 光电报警器的基本组成 (16)3.3 光电报警系统电路设计 (16)第4章报警器实验研究 (21)4.1 实验原理 (21)4.2 实验仪器、方法和结果 (23)总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)摘要光电报警器是采用光电探测器作为检测元件的传感器，它首先经过光电探测器把光的变化转换成电信号的变化,然后借助放大和检测电路把光的变化检测到，进而发现异常进行报警。
近年来,随着光电技术的发展,光电传感器借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强，电路简单容易实现，工作稳定。
光电检测方法更具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。
光电传感器已成为系列产品,其品种及产量日益增加,用户可根据需要选用各种规格产品,因此得到了广泛的应用。
本文在较深入地分析了光电探测器工作原理的基础上，研究了对射式光电报警器的基本组成、基本电路的设计及其应用。
Photoelectric alarm is used for testing components of photoelectric detector, it first light sensor changes into electrical signal by photoelectric detector, and then the changes with the light amplification and detection circuit testing, and change of abnormal for alarm. In recent years, with the development of photoelectric technology, photoelectric sensor with analog and digital logic circuit, modular design concept design simple, convenient and flexible, simple circuit, steady job. Photoelectric detection method has high precision, fast response, etc, and the noncontact measuring parameters can be more simple structure, forms the sensor, flexible, small volume. Photoelectric sensor has become a series of products, the varieties and yield increasing, user can choose according to various specifications of products, so it has been widely used. Based on the deep analysis of the working principle of photoelectric detector, Studying the photoelectric alarm on the radio the basic components, the basic circuit design and application.关键词：光电报警、光敏二极管、光探测器Keywords: Photoelectric alarm、light-sensitive diode、Photoelectric detector第1章光电传感器概述1.1 光电探测器概况光电探测器是采用光电元件作为检测元件的探测器。
光电报警系统
光电报警系统如果把整个装置放入公文包内，那么当打开公文包时，这个装置会发声告警而成为防盗告警装置。
图11是555光电告警电路。
它使用556双时基集成电路，有两个独立的555电路。
前一个接成施密特触发器，后一个是间接反馈型无稳电路。
图中引脚号码是556的引脚号码。
图中R1是光敏电阻，无光照时阻值为几～几十兆欧，所以555a的输入相当于R=0、S=0，输出V0=1，三极管VT导通，VT的集电极电压只有0.3伏，加在555b的复位端（MR），使555b处于复位状态，即无振荡输出。
当R1受光照后，阻值突然下降到只有几～几十千欧，于是555a的输入电压升到上阀值电压以上，输出翻转成V0=0，VT截止，VT集电极电压升高，555b被解除复位状态而振荡，于是扬声器BL发声告警。
555b的振荡频率大约是1千赫。
555其它应用电路：利用555时基集成电路的基础电路可以设计、开发出许多电子小实验与科技制作。
下面介绍几种，参考。
1．触摸延时“小灯”图5-43是它的电路，它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路，调整可调电阻阻容量达到延时效果。
要想增加延时的时间，就调换大容量的电容，如400μF、1000μF等。
如果作为夜定时灯、楼道定时灯等，可拆去发光二极管和电阻，换一个6伏的小灯即可。
图5-432．触摸延时音乐门铃图5-44是它的电路图，与图5-45比较，将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管，接音乐片电路即可。
它可以当作门铃使用，也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。
图5-443．手控行车红绿灯指示器模型图5-45是它的电路图，先做一个红绿灯灯架，将红绿发光二极管固定在灯架上，按图连只要向下按动按键，则红灯变为绿灯，手一离开便又成为红灯。
图5-454．可自动控制的行车红绿灯指示器模型图5-46是它的电路图，只将上图的手控改为磁控，再加上延时电路，就可以将上述模型灯自动控制。
先制作一个街道模型和指示灯架，将干簧管设在指示灯前方的道路模型的下方。
光电技术实验-光电报警(给出发射部分电路)
光电报警系统设计一、实验目的1、练习自拟简单的光电报警系统设计实验；2、对影响光电探测性能的各种参数进行探讨，以求最大限度地发挥系统的探测能力。
二、实验内容自拟简单的红外光电报警系统。
三、实验仪器1、红外发射二极管 BT401 1只2、光敏二极管 2CU2B 1只3、光电报警系统设计模块 1套4、连接导线 60 根5、直流稳压电源 1个四、实验原理光电报警系统是一种重要的监视系统，目前其种类已经日益增多。
有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统，也有对机场、重要设施或危禁区域防范进行报警的系统。
一般说来，被动报警系统的保密性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编码规律，达到一定的保密效果，设备比较简单。
本实验半自拟一个简单的主动报警系统，由图1所示的四个部分组成。
图1发射系统包括调制电源和红外发射二极管，发射红外调制光。
在发射系统和接收系统之间有红外光束警戒线，当警戒线被阻挡时，接收系统发出指示信号，此信号经放大，驱动报警电路发出报警信号。
下面对各部分电路各举一个简单的例子。
1、发射系统：用NE555定时器构成占空比可调的多谐振荡器作调制电源，BT401作为红外发射管。
NE555内部结构原理如下图（2）所示：若不用5脚时，当2脚外加电压小于31V c （电源电压）时，比较器2翻转，导致RS 触发器翻转，管脚3输出高电平。
同时晶体管Q 截止，使脚7内部开路。
当6脚外加电压高于32V c 时，比较器1翻转，导致RS 触发器翻回，管脚3输出低电平。
同时晶体管Q 导通，使脚7内部近似接地。
若管脚5外加比较电压，则NE555在外加比较电压下工作。
比较器1或比较器2的翻转阈电平由管脚5外加比较电压在电阻R 上的分压决定。
图（3）给出了由NE555构成占空比可调的多谐振荡器的参考电路。
图 2图3电容器C1由电源电压V cc 通过R2、D 充电，A 点电压按指数规律上升，由于二极管D 的作用，电流不经过R1，因此其充电时间常数为R 2C 1。
光电式传感器-光电报警电路(正文)
1引言报警器的应用非常广泛。
在汽车、摩托车报警器，仓库大门，以及家庭保安系统中，几乎无一例外地使用了报警器电路。
随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。
而且安全性能也不是很好。
光电报警就很好的改善了这点。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。
2 原理及概述传感器是指能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器的原理有各种各样，光电式传感器，是将光通量转化为电量的一种传感器，光电式传感器的基础是光电转换元件的光电效应。
由于光电测量方法灵活多样，可测参数多众多，一般情况下具有非接触、高精度、高变率、高可靠性和反应快等特点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD 器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器的内容及其丰富，在检测和控制领域中得到广泛的应用。
3 内容及要求内容：本课程设计就是用发光电器件发光二极管和光敏二极管组成防盗电路。
发光二极管和光敏二极管组成一类似开关作用，再通过一发光二极管和蜂鸣器发出警告。
设计电路应包括两部分：硬件电路和软件模拟。
其中，硬件电路又包括调制电路，发光电路，接收电路，放大电路和报警电路。
如下：调制电路发光管光电管放大电路报警电路要求：根据光电式传感器的工作原理，设计一种防盗电路装置。
利用光敏二极管代替开关，衔接报警电路。
要求正常情况下，三极管不导通；小偷侵入时，光敏二极管接收不到光，不导通，三极管导通驱动报警电路，二极管发光，蜂鸣器鸣叫。
总电路应包括与传感器元件相接的调制电路、放大电路和报警电路。
发光报警电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解发光二极管（LED）的工作原理。
2. 掌握限流电阻的选择和计算方法。
3. 学习蜂鸣器的工作原理及其在报警电路中的应用。
4. 设计并搭建一个简单的发光报警电路。
5. 验证电路的工作性能，分析电路的响应特性。
二、实验原理发光二极管（LED）是一种半导体发光器件，当电流通过时，LED会发出光。
在报警电路中，LED可以用来指示报警状态。
限流电阻用于限制通过LED的电流，防止LED因电流过大而损坏。
蜂鸣器在电路中用于发出声音报警信号。
三、实验器材1. 发光二极管（LED）1个2. 限流电阻（200～510Ω）1个3. 蜂鸣器1个4. 三极管（如2N3904）1个5. 电源（9V）1个6. 电路板或面包板1块7. 电线若干8. 万用表1个四、实验步骤1. 搭建电路：- 在电路板上按照图1所示连接电路。
- 将LED的正极连接到电源的正极，负极连接到限流电阻的一端。
- 限流电阻的另一端连接到三极管的集电极。
- 三极管的发射极连接到蜂鸣器的一端，蜂鸣器的另一端连接到电源的负极。
- 确保所有连接牢固，无短路或接触不良。
2. 测试电路：- 使用万用表测量限流电阻的阻值，确保符合设计要求。
- 打开电源，观察LED是否发光。
- 使用万用表测量三极管各极的电压，确保电路正常工作。
3. 功能测试：- 检查电路在正常工作状态下的发光和蜂鸣情况。
- 断开限流电阻，观察LED和蜂鸣器是否停止工作。
- 逐步减小限流电阻的阻值，观察LED亮度变化和蜂鸣器音量变化。
4. 数据记录：- 记录不同限流电阻值下LED的亮度、蜂鸣器的音量和三极管各极的电压。
五、实验结果与分析1. LED发光：- 当电源打开后，LED开始发光，说明电路连接正确。
2. 蜂鸣器工作：- 当LED发光时，蜂鸣器发出声音，表明电路能够驱动蜂鸣器工作。
3. 限流电阻对电路的影响：- 通过改变限流电阻的阻值，可以观察到LED亮度和蜂鸣器音量的变化。
《光电技术实验》课件
利用光纤传输光信号，实现对温度、压力、振动等物理量的测量，具 有测量范围广、精度高、抗电磁干扰等优点。
THANKS
感谢观看
总结词
高效节能、环保健康
LED照明
利用光电技术将电能转化为光能，具有高效、节能、环保、长寿命 等优点，广泛应用于室内外照明。
智能照明
结合光电技术和物联网技术，实现照明的智能化控制，如调光、定 时、远程控制等，提高照明质量和节能效果。
光电技术在太阳能发电领域的应用
总结词
01
绿色能源、可持续发展
光伏发电
灯具外壳
根据实际需要选择合适的灯具外壳， 如圆形、方形等。
电源适配器
提供合适的电压和电流，使LED照明 灯具正常工作。
实验步骤
1. 准备实验设备
2. 组装LED灯具
将所需的LED灯珠、驱动电路板、灯具外壳 和电源适配器准备好。
将LED灯珠焊接到驱动电路板上，然后将驱 动电路板固定到灯具外壳中。
3. 连接电源适配器
实验原理
光电效应
光子与物质相互作用， 使物质吸收光子能量并
产生电效应。
光电探测器
利用光电效应将光信号 转换为电信号的器件。
光源
发出一定波长的光的器 件，用于产生实验所需
的光信号。
光电信号测量
利用电子测量仪器测量 光电探测器输出的电信
号。
实验步骤
搭建实验装置
根据实验要求搭建光电探测器 和光源的实验装置。
优势。
02
2. 稳定性测试
检查LED灯珠是否有闪烁现象，以 及在长时间工作后是否出现亮度
下降或颜色变化等问题。
04
4. 可靠性评估
对LED照明灯具进行寿命测试，评 估其在长时间使用过程中的可靠
光电式报警器 报告
报警器的应用十分广泛，在汽车、摩托车报警器，仓库大门以及银行保安系统中，几乎无一例外地使用了报警器电路。
而光电式报警器采用光电信号转换的方式，不仅电路简单，而且安全可靠。
与传统的报警器相比较，光电报警器可应用的范围更加广泛，如火灾探测、煤气泄露报警、玻璃破碎探测等。
本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件（H92B4）把光信号转换成电信号，该电信号驱动译码器（CD4511）来控制数码管的显示，并利用逻辑或门来控制由555多谐振荡器等组成的报警电路。
该报警器的设计采用模块化结构，分别有光电转换模块、数字显示模块以及声光报警模块。
关键词：光耦、数码显示、声光报警第一章系统组成 (1)1.1系统组成框图 (1)1.2系统原理 (1)第二章主要单元模块 (2)2.1光电转换模块 (2)2.2数字显示模块 (3)2.3声光报警模块 (4)第三章总体电路设计 (5)3.1 总体电路 (5)3.2仿真结果分析 (6)第四章电路焊接与调试 (7)第五章实验结论 (8)参考文献 (9)附录A 元件清单 (10)附录B 焊接实物图 (11)第一章系统组成1.1系统组成框图本次设计的光电式报警系统主要由光耦电路、译码电路、数码显示以及声光报警等部分组成。
光耦电路实现光信号采集及输出功能，数码显示和声光报警部分则对光耦输出的信号进行处理，从而产生报警指示作用。
图1.1 系统组成框图1.2系统原理首先，槽型光耦中的发光二极管将电源提供的5V直流信号转换成光信号并使其中的光敏三极管接收，槽型口的遮挡与否决定光敏三极管集电极输出的电平高低，从而完成“电—光—电”信号的转换。
输出的光控电信号通过CD4511译码使数码管显示不同的数字，通过逻辑或门（74LS32）驱动由555及蜂鸣器等组成的间歇式声光报警电路，从而实现不同光路被遮挡时显示不同数字和声光报警。
第二章 主要单元模块2.1光电转换模块图2.1 光电转换模块 图2.2 H92B4引脚图光耦内由发光二极管和光敏三极管构成：采用5V 直流供电，为防止光耦烧坏，发光二极管应串联一个510Ω电阻。
光电检测技术实验设计
光电检测技术实验报告题目：光电报警系统的设计和制作学院：仪器科学与光电工程学院专业：测控技术与仪器班级：学生姓名：指导老师：实验三 光电报警系统的设计和制作一、设计任务红外报警器系统的原理框图如图1所示。
由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。
系统分成发送和接收两部分，分开放置。
当没有人和物体进入这两部分之间，红外辐射没有被阻挡时，报警处于不报警状态。
一旦有人或物体进入这两部分之间。
红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到报警状态。
图1 红外报警器系统原理框图二、设计方案（1）发射端电路用NE555组成振荡器来驱动发光管，NE555构成多谐振荡器原题图如图2所示。
下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。
图2 多谐振荡器注：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Vc当3脚为高电平（略低于Vc 时），输出电压将通过R1对C1充电。
A 点电压按指数规律上升，时间常数为R1C1。
当A 点电压上升到上限阙值电压（约2Vc/3时），定时器输出翻转成低电平555振荡电路红外发射信号放大红外接收比较报警输出红外光（略大于0V）。
这时，A点电压将随C1放电而按指数规律下降。
当A点下降到下限阙值电压（约Vc/3）时，定时器输出变成高电平，调整R2的阻值得到严格的方波输出。
用NE555组成振荡器来驱动发光管时，要注意发光管上串联一个限流电阻。
使输出电流小于或等于发光管的最大正向电流FI。
若振荡器输出电压为Vo，则限流电阻R取值为F FO I VV R -≥。
如果限流电阻低于上述公式所得值，或未加限流电阻，则会造成发光管和定时器烧毁。
D2LED图3 振荡发射电路原理图（2）光电检测、比较报警电路D4LEDR8500图4 光电检测放大器电路原理图比较报警电路的设计利用光敏二极管的反向特性，当接收到光信号时，光敏二极管导通良好，产生电压，放大器即可对信号处理；当没有接收到光信号时，光敏二极管截止，放大器的同相端电压几乎为0。
高等光电技术实验
光电报警器实验报告1光电报警器是一种重要的监视系统，目前其种类日益增多。
本实验设计并搭建一个简单的红外光电报警系统，实现在警备线被阻断时发出报警信号的功能。
一．实验目标使用近红外发射管和探测器对管，以及通用运算放大器，搭建主动式的红外警戒报警系统，在实验设计和调试过程中：1、加强光电器件的光谱特性、时间特性、调制特性、运算放大器特性等各方面技术综合应用的训练；2、对影响警戒距离的各种参数进行仔细推敲和探讨，在给定的探测器和放大器的条件下尽量提高警戒距离。
二．实验内容、用砷化镓发光管组成发射系统，在发射和接收系统之间有红外光束警戒线。
当警戒线被阻断时，接收系统发出报警信号。
要求系统在给定期间的条件下作用距离尽可能远。
无透镜聚焦的条件下，用mW级小功率砷化镓发光二极管做为辐射光源，使用硅光电二极管做为光接收器，在二者间产生红外警戒线，用通用运算放大器构建放大系统。
当警戒线被阻断时，用可见光LED给出报警信号。
要求系统的作用距离>10米。
三．实验方案3.1.发射电路设计发射电路用NE555定时构成多谢振荡器作调制电源，电路设计如图3-1图3-1 发射电路总体电路图如图3-1所示，图中，R 1=500Ω，R 2=13.23kΩ，C 1=10nF 。
负载电阻RL 1=2k Ω代替100Ω，这样实验可以用2m 的作用距离来模拟实际的10m 作用距离。
可得到输出矩形波的占空比为：12122 6.1=0.51222 6.1R R R R τ++==++⨯ （3-1）实际测得调制频率为：0 5.208f kH z = （3-2）由示波器观察发射电路输出占空比为0.51的矩形波，但矩形波有毛刺，在电源和电路以及地与电路之间加一个电容去耦合可以得到更好地效果。
示波器显示输出矩形波电压峰峰值为4.5V 。
3.2.接收电路设计接收电路包括信号放大电路和报警电路，为使电路工作稳定可靠，加上滤波电路和去耦电路，滤除杂散光和噪声影响。
光电报警实验
实验五光电报警红外遥控实验一、内容简介GCGDBJ-B型光电报警及红外遥控实验仪是光电检测器件应用实验仪，是一种半自拟实验，利用一些光电器件及外围电路设计成实现某种实际应用的功能的产品模型，如光电报警、红外遥控等等。
光学器件采用金属封装，并配备有光学导轨，设计调节记录方便。
电路部分模块化功能设计，有电源模块、光调制模块、光电弱信号放大模块、判决模块、锁相环模块、报警保持模块、报警电路、电子器件设计区等几部分组成，各功能模块的输入输出留有连接插座，实现的功能独立，选用不同的模块以实现不同的功能。
另外，还配备有大量的电源输出、电阻、电容、二极管、粗调电位器、细调电位器、运算放大器，作为学生自已设计以及扩展使用，提高学生动手动脑能力。
光电报警系统是采用砷化镓发光管组成的发射系统，在发射和接收系统之间有红外光束警戒线。
当警戒线被阻断时，接收系统发出报警信号。
要求系统在给定器件的条件下作用距离尽可能远。
红外遥控与电视的遥控器原理一样，通过发射编码，接收解码的方式识别所发射的数据，再对所解码的数据进行处理。
、实验仪说明电源模块： +5V ，GND ，-5V 为实验箱提供设计电源S1,按下则箱体接通电源，相应的电源指示灯亮光源模块： LED+，红外发射二极管驱动输出端 +LED-，红外发射二极管驱动输出 -T53，调制波信号输出口（扩展用）TP1，调制信号测试点GND1，测试接地点放大电路： PD+，探测器接收信号输入端 +PD-，探测器接收信号输入端- T5，放大后信号输出端TP2，放大输出信号测试点图1光电报警及红外遥控实验仪主机箱判决电路：T6，判决信号输入端T7,判决信号输出端TP3，判决输出信号测试点锁相环：T8，待锁相信号输入端T9，锁相信号输出端TP5，锁相环信号输出端测试点报警保持: T10，保持信号输入端T11，保持信号输出端S2，保持信号复位报警电路: T50，发光报警输入端，接入此电路仅发光（用于实验调试用）T52，声音报警输入端，接入此电路仅发声，若冋时接入T50T52则冋时发光报警和声音报警。
光电报警电路实验原理
光电报警电路实验原理光电报警电路实验，听上去就像是个超级酷的科技玩意儿！其实它就是利用光电传感器来监测环境的变化，然后发出报警信号，嘿，听起来是不是挺厉害的？我们日常生活中，像是家里的安防系统、一些高科技的玩意儿，都会用到这样的原理。
想象一下，走进家门，突然灯光一闪，警报声嘟嘟嘟地响起来，那种感觉简直就像是在玩《007》一样刺激！咱们得知道，这个光电报警电路是怎么工作的。
简单来说，它就是通过光线的变化来判断有没有“可疑人物”靠近。
光电传感器就像个细心的小侦探，时刻关注着周围的环境。
一旦有光线被遮挡，比如有人走过，传感器立刻就会“报警”，就像是说：“嘿，注意了，有情况！”这时，电路就会把这个信号传递给报警装置，警报声瞬间响起，让人心里一紧，立马警觉起来。
说到光电传感器，它的构造其实并不复杂。
里面有一个光敏元件，光线照射到它的时候，电流就会流动，通俗点讲就是有光的时候，它就“活跃”。
可是一旦光线被遮挡，电流就会停止，就像是一个懒散的学生，突然被老师叫到了一样，立马就紧张起来。
然后，电流的变化就会触发其他电路的工作，让报警装置发声，真是神奇的合作呢！光电报警电路实验也有一些小技巧。
比如说，如果想让报警更灵敏，可以调整光电传感器的灵敏度。
这就像是调音响，调得好，音乐才会动听；调得不对，反而会噪音四起。
同样道理，灵敏度调得好，报警就能迅速反应，防止不法分子轻松溜走。
不过，也得小心了，太灵敏的话，路过的小猫小狗都可能被当成“罪犯”，那就尴尬了！说到这里，不得不提到电路的连接。
电路中的每一个部分就像是一个个小伙伴，紧密合作才能完成任务。
我们一般会用面包板来搭建这个电路，简单又方便。
把各种元件都插在面包板上，像是在拼积木一样。
每个连接都要牢靠，不然可就得小心了，别让报警装置“罢工”。
就像做菜，调料放得不对，味道可就全变了，得仔细对待哦。
实验的时候，咱们还得注意安全。
毕竟，电流可不是开玩笑的，搞不好就会让人一跳三尺。
光电报警
光电报警摘要：与传统的报警器相比较，光电报警器可应用的范围更加地广泛,它可应用于传统报警器不能应用的范围，如防盗报警、火灾探测、煤气泄露报警、交流电流越限报警、玻璃破碎探测等。
由于盗窃率的不断提高，故设计了一个用于防盗光电报警器，但它有一些缺点，本文接下来先介绍这种用于防盗的光电报警电路及系统，再说一下下我对此的一些改进。
关键词：光电报警器防盗报警器系统555定时器发光电路接收电路3140运算放大器自动化改进1、综述报警器分为机械式报警器和电子报警器。
经常应用于系统故障、安全防范、交通运输、医疗救护、应急救灾、感应检测等领域。
随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。
传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。
这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。
而且安全性能也不是很好。
光电报警就很好的改善了这些方面。
如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。
电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。
在当今高速发展的社会中，入室盗窃率的不断提高。
家，学校宿舍，办公室的财产安全存在很多的隐患，当家中无人或仅有老人孩子在家或者在家熟睡，必须确保家庭成员和财产的安全。
众多住宅小区，学校宿舍，办公室的安防主要是依靠安装防盗门、防盗窗以及人工防范来实现的。
这样不仅有碍美观，而且还不能有效地防止小偷的侵入，而光电报警器就可很好解决这个问题。
并且本人在高中时目睹了教师办公室的防盗网被锯开，电脑及贵重物品丢失的情况，所以从这件事切身地认识到了传统防盗措施是远远不够的，现在可以在窗户和门上安上这种光电报警器，这样可以更有效地防盗，并且还可以通过无线主机，实现远程监控，减少不少物力和财力，它可广泛地应用于智能化小区,宿舍，办公室，金融部门的储蓄网点,写字楼,仓库,企事业单位等分散营业场所的安全防范中。
光电技术实验
实验一、光电报警设计实验一、实验目的1、了解红外砷化镓发光二极管与光电二极管的具体应用。
2、练习自拟简单的光电系统试验。
3、了解主动式光电报警系统设计原理。
4、了解锁相环的原理及应用。
5、对影响光电探测性能的各种参数进行探讨，以求最大限度地发挥系统的探测能力。
二、实验内容1、锁相环原理及应用测试实验2、利用锁相环设计光电报警系统实验3、设计性实验三、实验仪器1、光电创新实验仪主机箱2、光电报警实验模块3、连接线4、示波器四、实验原理光电报警系统是一种重要的监视系统，目前其种类已经日益增多。
有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统，也有对机场、重要设施或危禁区域防范进行报警的系统。
一般说来，被动报警系统的保密性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编码规律，达到一定的保密效果，设备比较简单。
本系统调制电源提供红外发射二极管确定规律变化的调制电流，使发光管发出红外调制光。
光电二极管接收调制光，转换后的信号经放大，整形，解调后控制报警器。
（1）用NE555定时器构成多谐振荡器作调制电源。
NE555定时器构成多谐振荡器NE555集成电路用它构成占空比为50%的多谐振荡器原理图如上图所示。
下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。
在前半周期，V1通过R2、D 对C1充电，由于二极管D 的作用，电流不经过R1，因此其充电时间T1为：2ln 3231ln 12121C R V V V V C R T cccc cccc =--= 而在后半周期，电容放电时，二极管反向电阻无穷大，555内部的三极导通，电流通过R1至7脚直接放电，此时其放电时间T2为：2ln 3231ln 11112C R V V V V C R T cccc cccc =--= 当A 点电压上升到上限阈值电压（约CC V 32）时，定时器输出翻转成低电平。
这时，A点电压将随1C 放电而按指数规律下降。
当A 点下降到下限阈值电压（约C V 32）时，定时器输出又变成高电平，调整1R 、2R 的电阻值得到严格的方波输出。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光电报警系统设计
一、实验目的
1、练习自拟简单的光电报警系统设计实验；
2、对影响光电探测性能的各种参数进行探讨，以求最大限度地发挥系统的探测能力。
二、实验内容
自拟简单的红外光电报警系统。
三、实验仪器
1、红外发射二极管 BT401 1只
2、光敏二极管 2CU2B 1只
3、光电报警系统设计模块 1套
4、连接导线 60 根
5、直流稳压电源 1个
四、实验原理
光电报警系统是一种重要的监视系统，目前其种类已经日益增多。
有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统，也有对机场、重要设施或危禁区域防范进行报警的系统。
一般说来，被动报警系统的保密性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编码规律，达到一定的保密效果，设备比较简单。
本实验半自拟一个简单的主动报警系统，由图1所示的四个部分组成。
图1
发射系统包括调制电源和红外发射二极管，发射红外调制光。
在发射系统和接收系统之间有红外光束警戒线，当警戒线被阻挡时，接收系统发出指示信号，此信号经放大，驱动报警电路发出报警信号。
下面对各部分电路各举一个简单的例子。
1、发射系统：用NE555定时器构成占空比可调的多谐振荡器作调制电源，BT401作为红外发射管。
NE555内部结构原理如下图（2）所示：若不用5脚时，当2脚外加电压小于31
V c （电源
电压）时，比较器2翻转，导致RS 触发器翻转，管脚3输出高电平。
同时晶体管Q 截止，使脚7内部开路。
当6脚外加电压高于
3
2V c 时，比较器1翻转，导致RS 触发器翻回，管脚
3输出低电平。
同时晶体管Q 导通，使脚7内部近似接地。
若管脚5外加比较电压，则NE555在外加比较电压下工作。
比较器1或比较器2的翻转阈电平由管脚5外加比较电压在电阻R 上的分压决定。
图（3）给出了由NE555构成占空比可调的多谐振荡器的参考电路。
图 2
图3
电容器C1由电源电压V cc 通过R2、D 充电，A 点电压按指数规律上升，由于二极管D 的作用，电流不经过R1，因此其充电时间常数为R 2C 1。
当A 点电压低于1/3V CC 时，3脚输出电压V 0为高电平，7脚内部开路，直到当A 点电压上升到CC V 3
2时，3脚输出电压V 0为低电平，同时7脚近似接地，电容器C1通过R1至7
脚放电，由于二极管D 反向电阻很大，放电时间常数为R 1C 1。
直到当A 点电压下降到1/3V CC 时，3脚输出电压V 0又为高电平，同时7脚内部又开路，电容器C1又由电源电压V cc 通过R2、D 充电。
调整1R 或2R 的电阻值可以调整占空比。
当R1=R2=R 时，输出为方波信号。
其输出频率为：
RC
f 21=
用NE555组成振荡器来作红外发光管BT401的驱动时，由于红外发光管BT401的工作电流约30mA ，NE555输出功率不够，因此需加一个三极管驱动电路。
使输出电流大于或等于红外发光管的最小工作电流I f 。
同时发光管必需串联一个限流电阻R f ，使输出电流小于或等于发光管的最大工作电流I m 。
设发光管最大工作电流为I m , 最大工作电流时正向压降为V m ，则限流电阻R f 取值为
m
m
cc f I V V R -≥
2.2K
参考电路如下
图4
2、接收系统和放大电路
电路如图5所示，用2CU2B 光敏二极管作为接收系统，LF353构成放大电路。
光敏二极管是一种光伏探测器，当入射光强度发生变化时，通过二极管的电流随之变化，于是二极管的端电压也发生变化。
从阻抗的角度看，当入射光强度发生变化时，二极管的阻抗发生变化，光强度越大阻抗越小。
图5 放大器为两级，前一个
2
1LF353构成主放大器，将光敏二极管接入同向输入端，将光敏
二极管所产生的电流变化信号放大。
后一个2
1LF353构成比较放大器，比较放大器的反向输
入端6脚加来自主放大器的信号电压。
当光线未阻断时，从主放大器来的交流信号经二极管D 1检波，再经R4、C1低通滤波器后得到直流电压，比较放大器的同向输入端5脚加某一固定偏置电压，其值要小于或接近反向输入端6脚电位。
则放大器7脚输出电压近似为零，当红外光束被阻断时，主放大器没有信号输出。
从而比较放大器只有同向输入端加的正电压，输出为高电位，则比较放大器输出电位的变化指示了光线是否阻断。
当然可以如图所示，在比较放大器的输出端接报警电路（如LED 和扬声器），当红外光束被阻断时，LED 管亮,扬声器发声报警。
3、抱警保持和消除电路
将报警电路直接接比较放大器的输出端有缺点：当光线又未阻断时，报警信号立即消失，报警不能维持。
最好加一个报警保持和消除电路，即使光线被阻断很短时间，一但报警，则维持下去，当不需要报警时，人为消除。
下面给出用双D 触发器74HC74实现此功能的参考
39
电路图，如图6所示。
图6
根据74HC74的功能表，CLK为低电位时，Q为低电位，只要CLK有个电位上升，则Q 为高电位，即使CLK再为低电位，也能保持高电位。
将CLK端通过电阻R9接入比较放大器的输出，将LED和扬声器接Q端，则可实现当红外光束被阻断时报警和维持。
当不需要报警时，按一下K1使CLR为低电位，则Q又为低电位且保持，报警消除。
接收系统和报警部分电路连图如图7所示。
图7
参考参数值：
R1：1KΩR2：1KΩ
R3：120KΩR4：68KΩ
R5：5.6KΩR6：2.2KΩ
R7：1 KΩR8：5.6KΩ
R9: 1KΩ C1: 10uF
C2: 10uF D1: 光敏二极管
D2: 1N4007
五、实验用设计模板介绍
光电报警试验系统模块如图8所示：
图8
光电报警系统设计模板备有+5V，-5V直流稳压电源，只要从外部插入+5V电源,则+5V和-5V孔就有电压,为光电报警系统设计提供电压，其中NE555、LF353、74HC74所需工作电压内部已接好。
本实验模块还配有时钟集成电路NE555、双运算放大器LF353、触发器74HC74和三极管9013，供电路设计时使用，它们的已接器件如图所示。
还备有各类参数的电阻、电容，以及10k、100K的电位器和设计过程中可能用到的元器件放在面板上，供设计者选用。
六、实验步骤
1、用面板上NE555模块、100K可调电位器和一个2.2K电阻设计一占空比可调的方波振荡器，用导线组成电路。
用示波器从NE555的3脚观测输出波形应为方波, 并测量输出电压峰—峰值；调节100K电位器使占空比为50%。
2、将该实验中的三部分电路(图
3、图
4、图7) 连接成一个完成的系统电路。
3、用红外发射二极管组成发射系统，在发射和接收系统之间有红光束警戒线。
当警戒线被阻断时，接收系统发出警报信号。
要求系统在给定器件的条件下作用距离尽可能远。
4、恢复警戒线后，按一下K1，则报警信号消除。
七、实验报告要求
1、画出完整的电路图，标明器件参数。
2、简述整体电路系统的工作原理。
3、分析影响作用距离的原因，提出提高作用距离的措施。
八、思考题
1、为了提高作用距离，光源调制频率和占空比如何取值？
2、当拦截光束的目标运动较快或较慢，接收电路和电路参数应如何考虑能保证正常报警。