15种传感控制演示电路解析

制作天地HANDSONPROJECTS15一、光控电路1（常暗型光敏传感器）光控电路1，如图1所示。将光敏电阻RG接到2、3两端，调节微调电阻RP在光暗时（用手或黑套筒遮住光敏电阻），光敏电阻阻值较大，VT基极电位较低，使VT截止，LED刚好不亮；而当光线照射光敏电阻RG时，由于其阻值下降，VT基极电位上升，可达近1V左右，促使晶体管VT饱和导通，LED发光。若同时配合音响器，可以进行声光报警。图1二、光控电路2（常亮型光敏传感器）光控电路2，如图2所示。用导线将1、3两端相连，光敏电阻RG接在在3、4两端，可实现有光照射时，RG阻值较小，VT基极电位较低，使VT截止，模拟灯LED不亮，无光照时LED灯亮。光敏电阻RG阻值上升，VT基极电位上升，晶体管VT饱和导通，LED发光。若同时配合音响发生器，可以进行声光报警。配合微调电阻RP，可调整灵敏度。图2三、吹“灯”亮（声敏传感器）吹“灯”亮电路，如图3所示。将驻极体话筒BM接到2、3两端（注：外壳接3），调节微调电阻RP使LED刚好熄灭。用嘴对话筒BM大喊时，VT基极电位上升，使VT饱和导通，LED发光。停止用喊叫时，LED灯熄灭。对着话筒BM大声讲话时LED也会发闪光，演示声控功能。图3四、振动式报警器（防盗、物品移位报警）振动式报警器电路，如图4所示。将水银开关1234R1RGRpR2LEDGBVT90143V+-15种传感控制演示电路解析作者江汉油田职业技术学校王平哈尔滨师范大学阿城学院王思奇我们从压力电阻器（压敏），湿敏，温度，光敏等传感器入手，设计和制作出了15种传感控制实验电路。这些电路，既具有一定的使用价值，又具有一定的趣味性，并且非常便于制作。现分别解析如下，以供广大电子制作爱好者学习参考。1234R1RGRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1BMRpR2LEDGBVT90143V+-图11234R1RGRpR2LEDGBVT90143V+-图21234R1RGRpR2LEDGBVT90143V+-图31234R1BMRpR2LEDGBVT90143V+-制作天地HANDSONPROJECTS2010VOL.0116S接到2、3两端，并将整个装置固定在被保护物体上，一旦受振动或倒伏，水银开关接通，VT基极电位上升，晶体管VT饱和导通，LED灯亮声光报警。如将感应头换成其他灵敏度高的自制振动开关，则可作为地震声光报警。图4五、断线报警（用于防盗、贵重类物品移位报警）断线报警电路，如图5所示。用导线将1、3两端相连，用细漆包线L将3、4两端短接（可以缠绕在要保护的贵重物品上），VT基极电位被拉低，处于截止状态，LED灯不亮。一旦移动物品拉断漆包线L，VT基极电位上升，晶体管VT饱和导通，发光二级管LED灯亮，进行报警。或将贵重物品压在接触点上，使触点导通，VT基极电位被拉低，处于待机状态，一旦移动重物，触点被释放，即进行报警器工作。图5六、下雨、婴儿尿湿告知器（湿敏传感器、触摸传感器）下雨、婴儿尿湿告知器电路，如图6（a）所示。将2、3两端接湿敏探头，当有水滴到传感器上时，形成电阻（非纯水都有杂质），使VT获得偏置电流，三极管VT饱和导通，发光二级管LED灯亮，进行报警。同时根据以上原理也可以做成水位高低探测器，做水位报警之用。水位高低探头可以用双股导线，每一根导线裸露金属部分长度约为15mm。也可以使用湿敏探头替代。至于湿敏探头制作的方法，可采用38mm×60mm单面敷铜板一块，厚度不限。用利刀片在铜箔面上刻出八条宽3mm、间距2mm的铜栅，并引出导线连接电路，如图6（b）所示。简单的制作也可以利用单面敷铜板裁成近1元硬币大小圆片，沿直径方向用利刀片在铜箔面上刻出宽约1～2mm的铜箔条，并揭掉，然后在两圆片端各焊上一根引线即可，如图6（c）所示。七、磁控开关电路（磁敏传感器）一种磁控开关电路，如图7(a)所示。将干簧管SQ接到1、3两端，用小磁铁接近干簧管SQ时，干簧管触点吸合，三极管VT得到偏置电流饱和导通，发光管LED发光示警。也可用导线连接1、3两端，将干簧管接到3、4两端（固定在门框上），小磁铁固定在门上，平时门关上，干簧管触点吸合，VT基极电位被拉低，处于截止状态，LED灯不亮，一旦开门干簧管触点释放，VT基极电位上升，使晶体管VT饱和导通，发光二级管LED灯亮，提示有人进来，进行声光报警。另一个磁控开关与断线报警组合电路，如图7(b)所示。当a、b两端用细漆包线连接（短路），1234R1LRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1SRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1RSRpR2LEDGBVT90143V+-38mm60mm1~2mm图6（b）图6（c）图6（a）图41234R1SRpR2LEDGBVT90143V+-图51234R1LRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1RSRpR2LEDGBVT90143V+-3838mm60m60m1~2mm图6（b）图6（c）图6（a）制作天地HANDSONPROJECTS17且干簧管闭合状态时，VT基极电位被强迫拉低，电路不工作，VT处于截止状态，一旦处于防控状态的干簧管触点释放或细漆包线L断开（如：门打开或被防护的牛羊围栏被破坏等），VT获得偏流饱和导通，使LED灯发光报警。图7（a）图7（b）八、温控电路1（热敏传感器）温控电路1，如图8(a)所示。用导线将1、3两端相连，3、4两端接温度控制探头ST（温控开关KSD201）。用电烙铁靠近探头，当达到设定温度时，温度开关断开，VT基极电位上升，三极管VT饱和导通，发光管LED发光。取不同温控值的探头，可以在不同温度下控制电路通断或工作与否。另一种温控电路，如图8(b)所示。在2、3两端接上热敏电阻RT（UEI310），调节微调电阻RP刚好使LED灯熄灭，用手触摸热敏电阻或者将热敏电阻在手掌心中握住时，热敏电阻R阻值减小，VT基极电流增大，逐渐进入饱和状态，LED会由暗逐渐变亮。如果将LED换成相应的电流表头，可以更加直观的观测电流变化反映温度变化。图8（a）　　图8（ｂ）　　九、温控电路2（热敏传感器）温控电路2，如图9所示。图中ST为日光灯启辉器中去掉玻璃外壳的双金属片。当用镊子调整好双金属片间距约为0.5mm左右，将2、3两端接双金属片探头ST。当用点燃的打火机或电烙铁靠近双金属片时，使双金属片受热膨胀接通电路，三极管VT导通，发光二极管LED发光。图9十、压控电路（压敏传感器）压控电路，如图10(a)所示。压电陶瓷片SP（注意：用音乐贺卡上拆下的，镀银表面向外，带有助腔音的昀好）接在2、3两端，让火柴棍从1cm以上高处（不需要太高）自由落下，撞击压电陶瓷片，机械能转换成电信号，使VT饱和导通，可以“击”发LED发光。其演示效果显著。此外，还可以采用如图10（b）所示的振动传感器。它是在压电陶瓷片（黄铜面中间）上焊上一不太硬，且长度适当(20~30mm)的小弹簧，由于压电陶瓷片的谐振频率较高，在压电片焊接小弹簧（包括配重）目的，是为了降低谐振频率。震动时，可以触发电路报警。弹簧的长度、粗细程度及弹簧端配重（在弹簧端部旋入一个螺丝钉或焊锡球）可以调节灵敏度。1234R1STRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1RpR2LEDGBVT90143V+-SQ磁铁1234R1STRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1RTRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1RpR2LEDGBVT90143V+-SQ磁铁abL图7（a）图7（b）1234R1RpR2LEDGBVT90143V+-SQ磁铁1234R1RpR2LEDGBVT90143V+-SQ磁铁ab铁L图8（ｂ）1234R1RTRpR2LEDGBVT90143V+-图91234R1STRpR2LEDGBVT90143V+-图8（a）　　1234R1STRpR2LEDGBVT90143V+-制作天地HANDSONPROJECTS2010VOL.0118　　　　图10（a）图10（b）　　　十一、压力传感弹性电阻器（压敏传感器）压力传感弹性电阻器电路，如图11(a)所示。传感弹性电阻器R接在2、3两端，用手压传感器R时，传感器电阻变化（电阻变小），使晶体管VT得到合适偏流导通，发光管LED发光指示。可配合微调电阻RP调整灵敏度。压力传感弹性电阻器制作的方法是：将25mm×25mm，厚约15mm多孔泡沫塑料（不是一般常见的白色泡沫），浸入在食盐饱和溶液中，并用手压若干次，浸泡一天，取出晾至半干，然后用25mm×25mm铜片夹在泡沫塑料两边，并引出导线。用橡皮筋固定铜片和泡沫塑料。即成为弹性压敏变阻器，如图11(b)所示。注：自制的弹性电阻器不能太干，否则接触电阻太大，压缩时电阻几乎没有变化。由于水分的蒸发，每次实验都要适量加水保持一定湿度，并通过RP调整其灵敏度。图11（ａ）图11（ｂ）十二、高低电平检测器高低电平检测器电路，如图12所示。从3、4端引出导线（改换成屏蔽线昀好），将4端与被测电路地线相连，3端的导线作为检测端探头A。当探头探测到高电平时（≥0.7V），三极管VT导通，发光管LED发光，表示为高电平，反之为低电平。可配合微调电阻RP调整到合适状态。图12十三、演示二极管的单向导电性演示二极管单向导电性的电路，如图13所示。将待测二极管VD正极接在2端、负极接在3端，LED发光，说明二极管VD加正向电压导通，使晶体管VT得到偏置电流导通，驱动发光二极管LED发光。反之截止，LED不亮。可演示二极管的单向导电特性，并且可以判断二极管好坏。图13十四、演示电容器的充电现象演示电容器充电特性的电路，如图14所示。将电容器C接入2、3（注：若是电解电容，正极接2、负极接3）两端，电容器开始充电，由于电容器两端电压很低，VT导通LED发光。随着充电时间延长，电容器C两端电压逐渐升高，VT基极电位下降，LED逐渐变暗。不同容量电容器，充电时间不一样，25mm15mm引线1234R1RRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1SPRpR2LEDGBVT90143V+-焊锡球小弹簧压电陶瓷片引线　　　图10（a）图10（b）　　1234R1SPRpR2LEDGBVT90143V+-焊锡球小弹簧压电陶瓷片引线1234R1ARpR2LEDGBVT90143V+-图121234R1ARpR2LEDGBVT90143V+-图11（ａ）图11（ｂ）2525mm15mmmm引线引线1234R1RRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1VDRpR2LEDGBVT90143V+-图131234R1VDRpR2LEDGBVT90143V+-制作天地HANDSONPROJECTS19LED由发光到熄灭的时间也不同。可以演示电容器充电过程中，电压不能跃变的原理。图14十五、演示绝缘体与导体的特征演示绝缘体与导体特征的电路，如图15所示。将白炽灯的玻璃灯芯DX引线接在2、3两端，并用酒精灯加热灯芯DX，随着温度的不断升高，灯芯DX间电阻不断减小，VT基极电位逐渐上升，使VT由截止转为导通，驱动发光二级管LED逐渐发亮。说明了绝缘体随着温度升高可以变成导体的原理。图151234R1DXRpR2LEDGBVT90143V+-1234R1CRpR2LEDGBVT90143V+-USB插口是用来与计算机交换数据的插座，传送MP3音乐文件、安装更新管理程序等操作都是要经过这个接口来实现。USB的全称是UniversalSerialBus，意即：通用串行总线。目前MP3播放器普遍采用的是USB2.0FS（FullSpeed全速）或USB(2.0)FS（HiSpeed高速），早期产品则大多采用USB1.1的接口，其一般传输速率是1.5Mbps（兆位每秒），仅为USBFS的1/8，比USBHS更要慢许多，不利于较大文件的传输。FM收音机电路则是为收听FM电台广播而设置，是MP3的辅助功能。电池是整机的电源，它通过电源转换和管理电路后，输出合适的电源