第4章 光控类玩具电路分析与制作ppt课件.ppt

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1、电子玩具设计与制作自立自强致高致远长沙师范学院马振中第四章光控类玩具电路分析与制作学习情境四自动寻轨车电路•在任意一张白纸上画一条弯弯曲曲的粗黑线，当作轨道。把自动寻轨车放在轨道上面，寻轨车就能够自动地沿着黑色的轨道行驶。如果遇到拐弯，自动寻轨车能够灵巧地自动转弯。++自动寻轨车电路原理图6R14THR12DIS115714VCC9TRIG1TRIG2Q1GNDQ2810THR212DIS213IC1NE556R2R15.1kR2100kR35.1kR4100kC10.01uC20.01uRW151kRW251kVT13DU5VT23DU5J1J2D1D2M1M2C3

2、47uC447uKJ23V-E1E2-3VS1S2L1L2OSC2OSC1VssSEL2O/PR5240kR6100LED1LED2LED3LED4VddSEL1VT39013BL18R710L1IC2HFC9561BKJ1•自动寻轨车电路中实现光控功能的关键元器件是光电三极管。控制电路主要由光源产生电路、光检测电路、双时基电路、电机驱动控制电路、声光电路等组成。•其中，小电珠L1和电阻R7组成光源产生电路；光电三极管VT1、VT2、电位器RW1、RW2构成光检测电路；IC1及电阻R1～R4、电容C1～C4组成双时基电路；继电器J1、J2及相关触点开关构成电机驱动控制

3、电路；模拟声芯片IC2、发光二极管LED1～LED4、三极管VT3和扬声器构成声光电路。•接通电源，小电珠L1就开始发光。•光电三极管VT1、VT2放置在车头的两端。如果小车偏离黑色轨道，则偏离轨道的一边的光电三极管就会感受到来自地面的反射的电珠L1的光。当有光照射时，光电三极管呈低阻态导通；没有光照射时，光电三极管高阻态截止。•当光电三极管VT1或者VT2接收到光时，触发IC1工作，其第5或者第9引脚输出由原来的低电平转变成高电平，使得继电器J1或者J2上电动作，相应的触点开关KJ1或者KJ2由常闭变成断开。从而电机M1或者M2停转，自动寻轨车向右或者左转弯，使其重

4、新回到轨道上。•一旦自动寻轨车回到黑色的轨道上后，IC1的第5和第9引脚都输出低电平，因而继电器J1和J2都失电，触点开关KJ1和KJ2重新闭合，两个电机以相同的速度旋转，寻轨车恢复直线前进。4.1光敏三极管的特性与工作原理•光敏三极管是具有放大能力的光电转换三极管，广泛应用于光控电路中。在无光照射时，光敏三极管处于截止状态，无电信号输出。当光信号照射其基极(受光窗口)时，光敏三圾管导通；从发射极或集电极输出放大后的电信号。•光敏三极管用字母“V”或“VT”表示，因为普通三极管分为NPN、PNP两种，所以光敏三极管也有NPN-PHOTO和PNP-PHOTO两种类型。•

5、光敏三极管有塑封、金属封装(顶部为玻璃镜窗口)、环氧树脂、陶瓷等多种封装结构，引脚也分为两脚型和三脚型。4.2电磁感应原理•电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它显示了电、磁现象之间的相互联系和转化。•电磁感应是指因磁通量变化产生感应电动势的现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁力线的运动时，导体中就会产生电流。这是在1831年迈克尔.法拉第发现电磁感应现象的基础上总结得到的。•感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种，前者起源于洛伦兹力，后者起源于变化磁场产生的有旋电场。•若闭合电路为一个n匝的线圈，则又可表示为：式中n为线圈匝数，ΔΦ为磁通量变化量，单位

6、Wb，Δt为发生变化所用时间，单位为s。E为产生的感应电动势，单位为V。•感应电流产生的条件有以下两个，如果缺少一个条件，就不会有感应电流产生：•1）电路是闭合且通的•2）穿过闭合电路的磁通量发生变化•动生电动势是因为导体自身在磁场中做切割磁感线运动而产生的感应电动势，其方向用右手定则判断，使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，大拇指指向导体运动方向，则其余四指指向动生电动势的方向。动生电动势的方向与产生的感应电流的方向相同。右手定则确定的动生电动势的方向符合能量转化与守恒定律。•感生电动势是因为穿过闭合线圈的磁场

7、强度发生变化产生涡旋电场导致电流定向运动。其方向符合楞次定律。右手拇指指向磁场变化的反方向，四指握拳，四指方向即为感应电动势方向。4.3小功率玩具电机的特性与工作原理•电动机也称电机（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动力矩，作为用电器或小型机械的动力源。•（一）电动机的种类•1、按工作电源分类：分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。•2、按结构及工作原理分类：分为异步电动机和同步电动机。•（二）直流电动机•直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机，广泛应用于影碟机、电动剃须