電子信箱

項(xiàng)目介紹 

在本項(xiàng)目中，我將向您展示一個(gè)簡單的電子信箱，它是一種可用于指示何時(shí)收到郵件（物理郵件，如信件）的電路。在這個(gè)電子信箱項(xiàng)目中，LED 被用作指示燈。

通常，LED 會保持亮起狀態(tài)。 但是，當(dāng)有人將信件投入信箱時(shí)，LED 指示燈就會停止發(fā)光，即熄滅。這表明信箱里有一封信。

電路原理

電路原理非常簡單。為了識別信箱中是否有信件，我連接了一個(gè) LDR 和光源。LDR 是 Light Dependent Resistor（光敏電阻器）的簡稱，是一種特殊的電阻器，其電阻值根據(jù)落在其上的光照強(qiáng)度而變化。

在弱光或黑暗條件下，LDR 的電阻約為 200 萬歐姆，而在強(qiáng)光下，其電阻會下降到幾十歐姆。在這一電路中，光源（使用 LED 作為光源）與 LDR 配合使用，使 LED 發(fā)出的光直接落在 LDR 上，而當(dāng)在信箱內(nèi)放置任何信件時(shí)，它將阻礙光線落在 LDR 上。

這種變化可借助由 741 運(yùn)算放大器和 CD4001（四 NOR 門集成電路）組成的輔助電路進(jìn)行檢測，并使用 LED 指示字母的存在。

電子信箱電路圖

電子信箱項(xiàng)目的電路圖如下圖所示。

如果與 Quad NOR Gate IC CD4001 的連接不清楚，下圖可能有用。

所需元件

LM741 - 1

CD4001 - 1

電阻器

10KΩ - 5

1KΩ - 2

電容器

0.1μF - 2

C1、C2（.1uF） - 2

發(fā)光二極管 - 2

LDR

5V 電源

迷你面包板

連接導(dǎo)線

元件說明

LDR - 這種器件的靈敏度取決于傾斜光線的強(qiáng)度。隨著光線強(qiáng)度的增加，LDR 的電阻會減小，反之亦然。在無光或黑暗環(huán)境下，LDR 的電阻會顯示在百萬歐姆的范圍內(nèi)，而在有光的環(huán)境下，它的電阻會下降到幾百歐姆。

發(fā)光二極管（LED）--它由半導(dǎo)體組成，輸出各種顏色的光。發(fā)光二極管在正向偏置狀態(tài)的 p-n 結(jié)中產(chǎn)生窄光譜光。當(dāng)它處于開啟模式時(shí)，電子與空穴結(jié)合，以光能的形式釋放出來。

LM741 - 基本上是一種通用運(yùn)算放大器，主要用于提高電路性能，使其超過行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在許多應(yīng)用中，它們是 709C、LM210、MC1439 和 748 等集成電路的直接插件替代品。在許多應(yīng)用中，它幾乎是萬無一失的。其一是輸入和輸出的過載保護(hù)。另一個(gè)是在超出共模范圍時(shí)不會出現(xiàn)閂鎖（latch-up），并且與振蕩無關(guān)。

電阻器 - 電阻器安裝在任何電路中，用于限制電流的流動(dòng)。電阻器有以下兩種。

固定電阻器 - 其阻值是固定的。

可變電阻器 - 其阻值可以變化。假設(shè)我們有一個(gè) 5K 電阻器，那么它的阻值就會在 0-5K 歐姆之間變化。

電子信箱電路說明

當(dāng)有人將信投入信箱時(shí)，該電路將發(fā)出視覺警報(bào)。運(yùn)算放大器 LM741、Quad NOR Gate IC CD4001 和 LDR 是電路的基本組成部分。

該電路的操作非常簡單。您需要將 LDR 和 LED 安裝在盒子的不同角落，這樣 LED 發(fā)出的光就會有規(guī)律地落在 LDR 上。這樣，OP-Amp LM741 的輸出將為高電平。 

這個(gè)高電平信號被送到 CD4001 的引腳 1，它基本上是一個(gè) NOR 門，當(dāng)所有輸入都處于低電平狀態(tài)時(shí)，它的輸出為 1（您可以在真值表中找到）。因此，LED 會持續(xù)發(fā)光，表明投信箱中沒有信件。

一旦有人將信投入信箱，落在 LDR 上的光就會被阻斷，其電阻達(dá)到高電平。因此，運(yùn)算放大器的輸出變?yōu)榈碗娖健＿@個(gè)低電平信號被送到 CD4001 的引腳 1。因此，輸出引腳 3 將得到邏輯 0。

這是因?yàn)榈诙€(gè)柵極的輸入端來自引腳 3，而第二個(gè)柵極的兩個(gè)輸入端都接收到邏輯 0，因此引腳 4 的輸出將為高電平。

繼續(xù)以同樣的方式運(yùn)行，最后，引腳 11 的輸出將變?yōu)楦唠娖?，LED 指示燈停止發(fā)光，表明字母盒中有一個(gè)字母。

LED 一直處于熄滅狀態(tài)，直到所有信件都被取出，一旦所有信件都被取出，LED 就會再次開始發(fā)光。