自制5v光控开关原理图（四款模拟电路设计原理图详解）

光控开关原理图（一）

原理图的设计

通过改变µA741的正向与反向输入电压的不同使µA741的输出端输出稳定的高电平或低电平从而使8050晶体三极管导通或截止来控制继电器的锡合与断开。

如图3.1与图3.2中由电阻R1和滑动变阻器R2共同分得VCC的5V电压，电阻R4和滑动变阻器R3共同分得VCC的5V电压。µA741的正向输入电压取自滑动变阻器R3，反向输入电压取自电阻R1。通过调节滑动变阻器R3能改变此光控开关的灵敏度。从µA741的输出端接一个保护电阻R5再接入到8050晶体三极管的基极。8050晶体三极管的发射极接地，集电极通过整流二极管1N4007与电源VCC相连构成通路。5V固态继电器的一端与8050晶体三极管的集电极和VCC相连，另一端与LED灯相连。

图3.1无光照是LED灯变亮

当无光照时，由于光敏二极管反向接在电路中，因为光敏二极管具有单向导电性，无光照时光敏二极管处于截止状态，用滑动变阻器代替光敏二极管时，即通过调节滑动变阻器使电阻变大，使滑动变阻器分得的VCC的电压变多，从而使得R1上分得的电压变少，既而使得µA741反向输入端的电压变小。当反向输入端的电压变的小于正向输入端的电压时，如图1中µA741正向输入端电压为4.284V，反向输入端电压为3.125V时，µA741电压比较器的输出为高电平4.118V。（只要µA741的反向输入端电压小于正向输入端的电压，电压比较器的输出恒为高电平4.118V。）由于µA741的输出为高电平4.118V足以是8050晶体三极管导通。从而使5V固态继电器锡合相当于开关闭合而使LED灯导通发光。

图3.2有光照时LED灯变灭

当有光照时，光敏二极管由于受到光照产生光电流，用滑动变阻器反映出来即是滑动变阻器R2的阻值变小。即可通过滑动滑动变阻器的滑片使其阻值变小，便能模拟出光敏二极管受光照时的变化。当滑动变阻器R2电阻变小时，R2上分得的电压变小，即固体电阻R1上分得的电压变大，即µA741的反向输入端的电压变大。当µA741反向输入端的电压比正向输入端的电压大，即上图2中µA741的正向输入电压4.286V，反向输入电压4.717V时，µA741的输出变为低电平881.772mV。（只要µA741的反向输入电压大于正向输入电压，其输出恒为低电平881.772mV）由于从µA741输出的低电平不足以使8050晶体三极管导通。因此不能使得5V固态继电器锡合，相当于开关断开而不能使LED灯导通，所以LED灯变灭。

原理图

图3.3PCB板的原理图

光控开关原理图（二）

　　光控开关电路如下图，主要特点是白天有光照，灯泡不亮，夜晚黯淡无光，电路自动通电，灯泡亮起。

　　白天在较强光照下，光导管227A（一种光敏电阻）两端阻值很小，约20~50kΩ，晶体管VT2获得基极电流而导通，VT1从R2上得到正偏电压也导通，继电器线圈KA得电，继电器的常闭触电②、③断开，两只晶闸管V1和V2没有触发信号而不导通，因而灯泡EL不亮。

　　夜幕降临时，随着光照强度下降，光导管227A的阻值不断增加，最终可达1MΩ左右，VT1因基极电流太小而截止，VT1也相应截止，继电器KA失电释放，常闭触电②、③闭合，晶闸管V1、V2因其两控制相连而处于双向导通状态，电源被接通，照明灯亮。

　　图中，电容器C3用于防止夜间瞬时强光干扰引起照明灯熄灭。而当光亮强度在临界点附件缓慢变化时，易引起继电器颤动而使灯光闪动，C2可以过滤掉脉冲电流，避免照明灯闪亮。

光控开关原理图（三）

5V电源，5V继电器，三极管，光敏电阻，滑变做个光控开关控制继电器工作电路。

光控开关原理图（四）

上图是一个简单的亮通开关。RP为光控阈值调节电位器，通过它可调节光控灵敏度（下面几个电路均相同）。白天光线较强，光敏电阻器RG呈低阻值，三极管VT导通，继电器K吸合，其常开触点闭合，接通被控电器工作。夜间，光线较暗，RG呈高电阻，VT截止，K释放，被控电器停止作。

上图为典型的暗通开关，它利用VT2反相原理将原来的亮通改为暗通。白天RG呈低电阻，VT1导通，其集电极输出低电平，故VT2截止，K不动作。当夜间光线较暗时，RG呈高电阻，VT1截止，其集电极输出高电平，VT2导通，K吸合动作，从而实现暗通的操作。

上述两电路，如果将光敏电阻器RG与电位器RP位置互换，则亮通就变为暗通，暗通则变为亮通。上图是一个实用的光控延迟开关，工作条件是：需要为RG外面制作一个遮光筒，这样平时无论外面光线强弱如何，只要无直射光线射入遮光筒，RG均无强光照射而呈高电阻。图3—图5电路均有此要求。电路工作过程是：平时RG为高电阻，VT1截止，VT2也同样截止，K不动作。当用手电筒或激光笔对准遮光筒里的RG照射一下，RG立刻呈低电阻，VT1导通，因VT1导通时其等效电阻很小，C1很快充满电荷，VT2也导通，K吸合，被控电器工作。停止光照后，VT1虽恢复截止，但Cl所储存的电荷可通过R向VT2发射结放电，仍能维持VT2保持导通态。Cl电荷随放电逐渐减少，当不足以维持VT2导通时，VT2即截止，K释放，被控电器停止工作。电路延迟时间主要由R与C】放电时间常数决定，但VT2的B值对延迟时间影响很大，若B值较小，就限制了R的取值，故要求p值在200以上，VT2最好能采用达林顿复合管。

上图为双敏感器光控开关，RG1为“关”敏感器，RG2为“开”敏感器。电路工作过程为：用电简或激光笔照一下RG2，VT2立刻导通，K吸合，其常开触点之一K-l闭合对电路自锁，另一个常开触点可使被控电器通电工作。需要关机时，只要再照射一下RG1，使VT1迅速导通，VT1的导通就将VT2的基极电位下拉迫使VT2截止，K释放，被控电器停止工作。VD2的作用是抬高VT2在导通时的基极电位，有利于照射RG1的关机操作。VD2如改用发光二极管，还能起到开关机状态指示。

上图是单敏感器光控开关，用激光笔或电筒照射时能实现点按一下“开机”，长按一下“关机”的操作。工作过程是：对RG短暂照射一下，VT1导通，电流一路经VT1、VD1、R2注入VT3基极，使VT3迅速导通，K动作吸合，其一个常开触点K-l闭合对电路自锁，另一个常开触点可使被控电器通电，实现“开机”操作。电流另一路经VT1、Rl向Cl充电，使Cl两端电位上升，但由于RG受光照射时间很短，Cl两端电位不可能上升到VT2的开门电平，故对电路无影响。需要关机时，只要照射RG的时间稍长些，使C1两端电位升至0.65V左右，VT2即导通，使VT.3的基极电位下拉，迫使VT3截止，K释放，所有常开触点跳开，从而实现“关机”操作。VD3的作用与图4中的VD2相同，也可用发光二极管代替。