基于光敏二極管的LED燈控制

1、 感測技術根底?課程設計報告 班別：電子信息工程1班 小組成員：陳楚溪、方云珍、林潮旁 設計題目：基于光敏二極管的 LED燈控制 設計時間：2021年5月 任課教師：廖國武 基于光敏二極管的LED燈控制 目錄 1、 摘要 2、 引言 3、 設計內容及要求 4、 原理介紹 5、 電路設計與分析 5.1、 電路元器件介紹 5.2、 設計思路 5.3、 設計電路 6、 電路的安裝及調試 6.1、 電路的安裝及調試 6.2、 安裝調試過程中所遇問題及解決方法 7、 總結 8、參考文獻 1、摘要： 時代的開展必將伴隨著科技的進步。 在這個日益開展的社會，能源問題日益 凸顯！不管是日常生活還是科技中，節(jié)能

2、與方便快捷受到人們的重視！光敏傳感 器是可以根據(jù)光照的強弱導通或是截止的電子元件， 它的產生與廣泛應用為我們 解決這一類問題找到了途徑。目前很多城市路燈控制系統(tǒng)多數(shù)處于人工管理的狀 態(tài)，使路燈管理和和維護的本錢加大。智能化的控制電路為這一問題找到了解決 的途徑。光控路燈系統(tǒng)不僅可以給行人帶來更大的方便，還不需要人工需要更多 的操控，能自動切換路燈的開關狀態(tài)，表達了現(xiàn)代科技的智能化，同時也有效的 降低了路燈管理和維護的費用。 關鍵詞：光敏二極管、自動控制電路、智能化 2、 引言： 隨著社會的開展，日常生活中的節(jié)能與人性化的控制日益受到人們的重視， 光控就是其中之一！光控最大的優(yōu)點就是可以根據(jù)環(huán)境

3、的變化不需要人工操作自 動導通或是截止電路，到達電路的智能控制。光敏傳感器有二極管、三極管，根 據(jù)二極管、三極管容易受環(huán)境影響的性質，光照弱的時候，二極管導通，電路增 大，光照增強的時候，二極管導通電流減弱，可以等效為截止，電路短路，以此 到達控制電路。 本設計所介紹的是光敏二極管控制電路，使用的是光敏二極管。設計電路 可以根據(jù)環(huán)境光照強度的變化自動控制發(fā)光二極管的亮與滅。 此設計主要是用于 需要根據(jù)光照自動控制設備的運行。 3、 設計內容及要求： 1 1 、利用光敏二極管 S9014S9014 設計光敏控制電路； 2 2 、根據(jù)環(huán)境光照強度，修改電路元器件參數(shù)。 3 3 、裝置的結構和電路原

4、理圖； 4 4 、調試過程，說明可能出現(xiàn)的問題及處理方法； 5 5 、分析存在的問題。 4、 原理介紹： 光敏二極管： 光線射入 PNPN 接面，P P 區(qū)電洞、N N 區(qū)電子大量發(fā)生，產生電壓光電效應。 借由測量此電壓或電流，可作為光感應器使用。有 PN PINPN PIN、蕭特基、APgAPg 類 型。太陽電池也是利用此種效應。 光電二極管是將光信號變成電信號的半導體器件。它的核心局部也是一個 PNPN 結, 和普通二極管相比，在結構上不同的是，為了便于接受入射光照， PNPN 結面積盡 量做的大一些，電極面積盡量小些,而且 PNPN 結的結深很淺，一般小于 1 1 微米。 J (mA)|

5、 20 IS 10 % i ： 01-40 -30 -20 JO 0 -10 20 - -30- -40 心) 圖圖& &60二極二極管的伏安特性管的伏安特性 光敏二極管與半導體二極管在結構上是類似的，其管芯是一個具有光敏特征 的 PNPN 結構，具有單向導電性，因此工作時需加上反向電壓。無光照時，有很小 的飽和反向漏電流，即暗電流，此時光敏二極管截止。當受到光照時，飽和反向 漏電流大大增加，形成光電流，它隨入射光強度的變化而變化。當光線照射 PNPN 結時，可以使 PNPN 結中產生電子一空穴對，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流 子在反向電壓下飄移，使反向電流增加。因此可以利

6、用光照強弱來改變電路中的 電流。光敏二極管兩種工作狀態(tài)： 1 1 當光敏二極管加上反向電壓時，管子中的反向電流隨著光照強度的改變而改 變，光照強度大，反向電流越大，大多數(shù)都工作在這種狀態(tài)。 2 2 光敏二極管上不加電壓，利用 P P- -N N 結在受光照時產生正向電壓的原理，把它 用作微型光電波，一般作光電檢測器。 光敏二極管分有 P P- -N N 結型、PINPIN 結型、雪崩型和肖特基結構型，其中用得最多的 是 P P- -N N 結型，價格廉價。 一定范圍內，光敏二極管光電流與光照強度呈線性關系， 所以適合檢測方面的應 用。如下圖： 5、電路設計及分析: 5.15.1 電路元件及介紹

7、2i io 龍桔品休龍桔品休n龍眼泠悍龍眼泠悍 B5光敏二保管光電流勺咒照強度 根據(jù)設計出的電路圖選擇相應的元器件，如下： (1)(1) 光敏二極管(一個) (2)(2) 晶體管(2SC9014H2SC9014H 個) (3)(3) 二極管(IN4007 IN4007 一個) (4)(4) 發(fā)光二極管(小燈泡) (5)(5) 小型繼電器 (6)(6) 電阻(910K910K 兩個、1K1K 兩個、10K10K 一個) 5.25.2 設計思路 光敏二極管控制電路設總體方框圖如下圖， 采用光敏二極管、晶體管、二極管、 發(fā)光二極管小型繼電器及電阻元件。 5.35.3 設計電路 6、電路的安裝及調試

8、6.16.1 電路元件的安裝及調試 1 1 安裝：按照電路圖將元件安裝到蜂窩板上，注意合理布局，整體美觀。 2 2 調試：二極管、光敏二極管，用指針式萬用表兩表筆分別接二極管的兩極， 凸面朝向陽光，應為低電阻，假設為高祖，對調兩表筆為低阻說明此管是好 的。檢查電路在通電調試之前，必須認真檢查電路連線是否正確，對照電 路圖按照一定順序逐級檢測，特別要注意電源是否接錯，電源與地是否有 短接，二極管是否接反，輕輕按壓元器件，以保證元器件管腳與蜂窩板連 接緊密。 6.26.2 安裝調試過程所遇問題及解決方法 故障尋、檢查用方法如下： 1 1、 直觀檢查法 2 2、 電阻法 3 3、 電壓法 電壓法用萬用表測量電路中各點對地的電阻以及元器件的阻值，以此來判 斷故障部位測量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的電壓或波形，據(jù)此電壓值 判斷故障。測量晶體管的管腳電壓和集成塊各腳的電壓或波形，據(jù)此電壓值 判斷故障。 實物圖： 7、總結： 光敏控制電路實現(xiàn)了節(jié)能與便捷的雙重功能，生活的應用很多，如聲光雙控 燈、微波感應燈和遠紅外感應燈等， 據(jù)調查，微波感應燈的抗干擾性能不是很理 想：紅外感應燈的性能比擬理想，但價格較高，多用丁一些管理完善的賓館等場 所。從性價