光电开关 课程设计
光电接近开关毕业设计
光电接近开关毕业设计En毕业设计（论文）光电接近开关专业（系）电气工程系班级工业控制121学生姓名杨凯指导老师王志伟完成日期二、光电开关的简介1、工作原理光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
工作原理如图1所示。
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。
图2是德国SICK 公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释(1)、分类①漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
③对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。
当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可*的检测装置。
④槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。
槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可*。
⑤光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。
通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。
它们的工作光线示意图如图3所示。
(2)术语解释常见的术语示意图如图4所示。
运用光电三极管原理设计光电开关实验方案
光电开关可以输出多种形式的开关量信号 ，如NPN、PNP、常开、常闭等，方便与 不同控制系统的接口连接。
04
实验方案
实验器材准备
光电三极管：选择适当型号的光电三极管，具 有高灵敏度和快速响应特性。
01
电源：为光电三极管和光源提供适当的电 压和电流。
03
02
光源：使用LED或激光器等光源，提供稳定 的光照条件。
最终输出开关控制信号。
实验数据分析
在实验过程中，我们记录了不同光照条件下的光电三极管 输出信号，并对其进行了详细的分析。实验结果表明，该
光电开关具有较高的灵敏度和稳定性。
实验不足与改进方向
不足之处
实验环境较为理想化，未考虑实际应 用中可能存在的干扰因素，如环境光
、温度变化等。
对于某些特殊光照条件（如强光、弱 光等），光电开关的性能表现可能不 够理想。
结果
03
讨论实验中遇到的问题、解决方案以及实验的局限性
和改进方向
02
光电三极管原理
光电三极管结构
01
02
03
基极
光电三极管的基极通常由 光敏材料制成，负责接收 光线并产生光电流。
发射极
发射极是光电三极管的电 流输出端，与基极之间形 成电流通路。
集电极
集电极是光电三极管的电 流输入端，与发射极之间 通过负载电阻连接。
重复性测试
在相同实验条件下进行多次测量，结果表明 光电三极管的输出稳定性良好，具备较高的 可重复性。
实验结论
01
光电三极管原理验证
通过实验结果分析，验证了光电三极管能够将光信号转换为电信号的原
理，为后续的光电开关设计提供了理论支持。
02
实验数据与理论预期相符
光电开关方案
光电开关方案近年来，随着科技的飞速发展，光电技术在工业自动化领域中起到越来越重要的作用。
光电开关作为一种传感器装置，可以通过光电传感器将光信号转化为电信号，实现对物体位置、距离及速度等参数进行检测。
本文将介绍光电开关的工作原理、分类以及在实际应用中的典型方案。
一、光电开关的工作原理光电开关的工作原理基于光电效应，利用光电传感器将光信号转化为电信号。
当物体进入光电开关的探测范围内时，光束被物体遮挡，光电传感器接收到的光信号减弱或完全消失，从而触发电路产生相应的信号输出。
光电开关具有高精度、高灵敏度和快速响应等特点，广泛应用于工业自动化系统中。
二、光电开关的分类根据工作原理和应用场景的不同，光电开关可以分为以下几种类型：1. 依据光电传感器的方式分类：（1）反射型光电开关：光电传感器和接收器位于同一侧，通过光束在物体和接收器之间进行反射来检测物体的存在。
具有探测距离远、结构简单等特点，在物体探测和测距方面应用广泛。
（2）透射型光电开关：光电传感器和接收器位于相对的两侧，物体进入光束时光信号被遮挡，从而触发信号输出。
透射型光电开关适用于检测物体通过或遮挡的场景，并具有高精度、高稳定性等特点。
2. 依据输出信号类型分类：（1）数字输出型：光电开关通过数字信号输出物体的状态，常用的输出信号有开关量、脉冲信号等。
数字输出型光电开关可以与PLC或控制器等设备连接，实现对物体状态的监测和控制。
（2）模拟输出型：光电开关通过模拟信号输出物体的状态，常用的输出信号有电流、电压等。
模拟输出型光电开关更适用于对物体位置、速度变化等参数进行精确测量和控制。
三、光电开关的典型方案1. 反射型光电开关方案在物体探测和测距方面，反射型光电开关是一种常用的方案。
该方案主要包括光电传感器、接收器和控制电路组成。
通过光电传感器发射出的光束在物体上反射，然后由接收器接收反射光信号并将其转化为电信号输出，从而实现对物体的探测。
该方案适用于工业生产线上的零件检测、包装检测等场景。
光电技术课程设计
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三、光敏电阻光控灯设计实验步骤
1、打开实验箱电源，调节照度计“调零”旋钮，至照度计 显示为“000.0”为止，关闭实验箱电源。
2、J7、J8分别连接实验箱上的光敏电阻结构件黄、蓝 插孔，同时将套筒红、黑插孔与照度计红、黑插孔相连。 3、连接模块上的J1插孔至J5插孔，J2插孔至J6插孔，打 开实验箱电源，按下开关K1和K4，同时保证其余开关都弹 起。
(b)为等效电路。
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图1 硅光电池原理 图
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2、光电池的特性参数 （1） 光照特性
光电池的光照特性，用入射光强-电流电压特性和入射 光强-负载特性来描述。 入射光强-电流电压特性描述的是开路电压VOC和短开路电流 ISC随入射光强变化的规律，如下图所示。
入射光强-电流电压特性 描述的是开路电压VOC和短开 路电流ISC随入射光强变化的 规律，如下图所示。
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二、光敏电阻光控灯设计
实验参考原理如图。
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当外界光线突然变暗时，光敏电阻阻值增大，电容E1正极 电位升高，电源经R5、E1、R6和Q3的发射结对E1进行充电。 此充电电流使得Q3导通，使得继电器线圈通电工作，常闭触 点断开，常开触点闭合，实现对外电路的控制，此时LED1发 光二极管点亮发光。
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实验四 光敏三极管光控语言电路设计 一、实验原理参考图
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二、实验原理
实验采用光敏三极管作为光敏器件。
当无光情况下，合上开关K3，三极管3DG6导通，Q2导通，这 个时候定时器1脚电平拉低，NE555开始工作，3脚输出脉冲驱 动扬声器发出声音。
光电课程设计
课程设计报告课程光电电路课程设计题目照明灯卡片开关系别物理与电子工程学院年级11级专业光电信息工程班级0503112 学号050311220 学生姓名徐雨指导教师徐竞职称讲师设计时间2014.4.8—2014.4.13目录一、绪论 (III)二、题目要求与方案论证 (III)2.1照明灯卡片开关 (III)2.2题目要求 (III)2.3方案论证 (III)2.4NE555定时器 (VIII)2.5继电器的工作原理和特性 (X)三、结果分析 (XI)四、心得体会 (XII)五、参考文献 (XIV)一、绪论为了方便客人进出酒店房门及节约用电，用电安全方面设计了插卡取电开关。
插卡取电开关专为酒店客房精心设计的节能产品，又称插卡取电开关，当酒店的客人进入客房时，将房门卡插入专卡取电开关中，即可使用客房内的照明、电视、空调等设备，当客人离开客房时取出房门卡（客人外出客房一定要拔卡出来，因为客人返回客房时需要房门卡来开门），房间的总电源自动延时15秒内即可断电，既可节电亦能使客房用电更加安全。
取电开关一般为强电220V供电，采用大功率30A继电器，负载6600W，满足酒店客房的用电负载；取电开关上有发光LED蓝光指示灯，符合现代酒店潮流并方便客人夜间操作。
为了让酒店客房更好地达到节电效果，取电开关更多的使用专卡专用取电，只能通过插入与酒店门铃开门卡配套的专用卡片才能达到取电，实现同一张卡实现开门和取电。
本文主要设计了照明灯卡片开关的原理图，并用multisim仿真实现。
二、题目要求与方案论证2.1照明灯卡片开关2.2题目要求性能要求：现在不少宾馆的房卡都充当取电钥匙，进入房门需将房卡插入门房的取电钥匙槽内，室内的电灯及电器才能通电使用，出门是取走房卡后，房内电灯经少许延迟后自行熄灭。
电路由AC/DC转换器、555定时电路、红外发射与接受管及继电器控制电路等部分组成。
2.3方案论证经小组讨论以及上网查找资料，我们先设计了一个基本的电路。
光控开关课程设计555
光控开关课程设计555一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握光控开关的基本原理和应用方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.描述光控开关的工作原理和主要特性。
2.分析并设计简单的光控开关电路。
3.掌握光控开关在生活中的应用案例。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.光控开关的基本原理：介绍光控开关的工作原理，包括光电效应、光敏电阻等。
2.光控开关的设计与应用：讲解光控开关电路的设计方法，以及光控开关在生活中的实际应用案例。
3.光控开关的调试与维护：介绍光控开关的使用注意事项，以及如何对光控开关进行调试和维护。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法：1.讲授法：讲解光控开关的基本原理和设计方法。
2.案例分析法：分析光控开关在生活中的实际应用案例，帮助学生更好地理解光控开关的作用。
3.实验法：安排实验室实践环节，让学生动手设计并制作光控开关电路。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光控开关教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，帮助学生拓展知识面。
3.多媒体资料：制作光控开关原理和应用的动画、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：准备光控开关实验所需的设备，包括光敏电阻、电路板等，让学生亲自动手实践。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采取以下评估方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，占总评的30%。
2.作业：布置与课程相关的基础作业和实践作业，评估学生的知识掌握和实际应用能力，占总评的30%。
3.考试：进行期中考试和期末考试，全面测试学生的理论知识和技术应用能力，占总评的40%。
六、教学安排本课程的教学安排如下：1.教学进度：按照教材的章节顺序，逐章进行教学。
2.教学时间：共计32课时，每课时45分钟。
光电开关设计说明书
光电开关设计说明书设计说明书：光电开关一、引言光电开关是一种基于光电传感器技术的设备，能够通过感应光线的变化来控制电路的开关状态。
本文档旨在提供一份完整的光电开关设计说明书，从原理、设计流程到具体参数等多个方面进行详细介绍。
二、原理及工作方式光电开关的工作原理是基于光电传感器的光控电路。
光电传感器能够将光信号转化为电信号，通过对光信号的检测和处理来实现电路的控制。
具体工作方式如下：1.发射端：光电开关通过发射端发射光线，光线通常为红外线或激光线，以确保不受外界光照强度的干扰。
2.接收端：接收端对反射光线进行接收，并将接收到的光信号转化为电信号进行处理。
3.比较电路：光电开关内部设有比较电路，用于判断输入光信号的强弱和频率，从而确定开关状态。
三、设计流程1.确定需求：根据具体应用场景，确定光电开关的性能指标、工作范围、响应速度等。
2.选取光电传感器：根据需求选择合适的光电传感器模块，考虑灵敏度、响应速度、工作电压等因素。
3.电路设计：根据选定的光电传感器模块，设计光电开关的电路，包括发射端、接收端、比较电路等。
4.参数调试：对设计好的光电开关进行参数调试，包括发射端和接收端的光强度调节、灵敏度调整等。
5.性能测试：对调试好的光电开关进行性能测试，如稳定性测试、响应速度测试等。
6.优化改进：根据测试结果进行优化改进，确保光电开关在不同环境下都能稳定、可靠地工作。
四、具体参数1.光电传感器类型：红外线传感器2.工作电压：DC12V3.检测距离：0-10m4. 响应速度：≤10ms5.工作温度：-20℃至60℃6.防尘防水等级：IP67五、安装与使用1.安装：将光电开关安装在需要控制的对象附近，确保发射端的光线能够直接照射到接收端。
2.连接电路：按照光电开关的接线图，连接好电源和控制电路。
3.调试设置：调整发射端和接收端的位置和角度，以确保光线能够正常照射和接收。
根据具体需求，设置好光电开关的工作范围、响应速度等参数。
如何设计一个简单的光电开关电路
如何设计一个简单的光电开关电路在现代电子技术中，光电开关被广泛应用于自动控制和安防领域。
光电开关电路可以通过光电传感器探测物体的光强变化，并将信号转换为电信号，从而实现自动开关的功能。
本文将介绍如何设计一个简单的光电开关电路，以帮助读者了解光电开关的基本原理和实现方法。
材料准备：1. 光电传感器：如光敏电阻(LDR)、光电二极管或光敏三极管等；2. 激光二极管或发光二极管(LED)：用于照射光电传感器；3. 可调电阻：用于调节光电传感器的阈值；4. 适配器或电池：提供电源给光电开关电路；5. 连接线等。
步骤一：电路连线1. 将光电传感器的正极连接至正电源；2. 将光电传感器的负极连接至一个端子的可调电阻；3. 将可调电阻的另一端连接至负电源；4. 将激光二极管或发光二极管的正极连接至正电源；5. 将激光二极管或发光二极管的负极连接至光电传感器的工作端。
步骤二：电路调试1. 调节可调电阻，使光电传感器正常工作在光照条件下；2. 用障碍物或手遮挡光敏部件，观察光电传感器的输出信号变化。
步骤三：应用扩展1. 如需控制其他设备，可将光电开关的输出信号连接至继电器或晶体管等；2. 根据实际需要，设计自动控制、安防报警等附加功能。
温馨提示：1. 在操作电路时，务必保证电源断开，避免短路或触电事故；2. 如需使用激光二极管，请遵守相关安全操作规范，避免直接照射眼睛。
设计一个简单的光电开关电路并不复杂，只需准备好所需材料，并按照上述步骤进行连线和调试。
通过合理的选择光电传感器和调节可调电阻，可以实现对光照强度的敏感控制，并将其转换为输出信号。
该电路可以应用于许多领域，如自动灯光控制、反光道闸和安防系统等。
总结：这篇文章介绍了如何设计一个简单的光电开关电路。
通过合理连线和调试，我们可以实现光电开关的基本功能，并根据实际需要对电路进行扩展。
希望这篇文章能够帮助读者了解光电开关的原理和设计方法，并在实践中得到应用。
祝设计成功！。
光电开关式检测及计数器设计
学校代码：10904机械工程测试技术课程设计光电开关式检测及计数器设计姓 名：学 号：指导教师：院系（部所）：专业：完成日期：随着今社会的飞速发展，越来越多的流水线上的产品和各种公共场所需要进行自动计数。
基于单片机构成的产品自动计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中得到广泛应用。
数字计数器有多种形式，总体来说有接触式和非接触式两种，在科技发展的今天，非接触式红外计数器得到了广泛的应用。
本设计采用一对红外发射接收管作为红外计数器的信号检测头，具有价格低廉，抗干扰性好，结构简单，操作方便等特点。
指导思想是利用红外发光管发射红外线，红外接收管接收此红外线，并将其放大、整流形成低电平信号.当有人或物挡住红外光时，接收管没有接收到红外信号，放大器将输出高电平，同时将这个电平信号送入单片机进行控制计数，并且使数码管显示数值。
这样就得到要统计的人或物的数量。
关键字：自动计数；单片机；数码管第1章绪论 (1)1.1前言 (1)1.2选题背景 (1)1.3国内外的研究概况 (1)第2章基于单片机构成的产品自动计数器的设计 (2)2.1方案思路 (2)2.2 系统总体框图和原理 (2)2.3系统单元电路设计 (3)2.3.1电源供电电路 (3)2.3.2 红外线检测部分 (6)第3章单片机计数及控制部分 (8)3.1计数部分 (8)3.2单片机控制部分 (9)参考文献 (10)谢词 (11)第1章绪论1.1 前言在当今社会飞速发展的今天，厂家基本采用流水线技术进行产品生产作业，而怎样对其线上的产品进行实时的、有效的、精确的自动计数成为广大生产厂家十分关注的问题。
传统的机械式或电子式计数器电路比较复杂，元器件数量较多，故障率较高，维修比较困难，而设置预定数值不太方便，功能不易更改且功能过于单一，适用范围较窄。
而基于单片机为核心控制的计数器有着能够实时、精确、可靠、稳定等计数优点已成为广大厂家的首先自动计数装置。
光控开关电路课程设计
光控开关电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光控开关电路的基本原理，掌握光敏电阻的特性和应用。
2. 学生能够解释光控开关电路的工作过程，并描述电路中各元件的作用。
3. 学生能够掌握光控开关电路的设计方法，并运用所学知识分析实际生活中的光控应用。
技能目标：1. 学生能够正确使用万用表、电阻箱等工具，进行光敏电阻的测试和电路搭建。
2. 学生能够通过动手实践，完成光控开关电路的设计、组装和调试。
3. 学生能够运用所学知识解决实际问题，具备一定的创新能力和实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对物理学科产生兴趣，认识到物理知识在生活中的广泛应用。
2. 学生通过合作学习，培养团队协作意识和沟通能力。
3. 学生在探索光控开关电路的过程中，培养勇于尝试、积极进取的学习态度。
4. 学生关注科技发展，认识到物理知识在高新技术领域的应用，增强民族自豪感。
本课程针对初中年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，使学生能够理论联系实际，提高实践操作能力，培养创新思维和科学素养。
同时，注重培养学生的团队合作精神和沟通能力，使他们在学习过程中形成积极向上的情感态度和价值观。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，主要包括以下几部分：1. 光敏电阻的基础知识：介绍光敏电阻的原理、特性及在光控开关电路中的应用。
2. 光控开关电路原理：讲解光控开关电路的工作原理，分析电路中各元件的作用，包括光敏电阻、晶体管、继电器等。
3. 电路设计方法：指导学生掌握光控开关电路的设计方法，学习电路图绘制及元件选型。
4. 实践操作：安排学生动手搭建光控开关电路，进行组装、调试及性能测试。
5. 案例分析：分析生活中光控开关电路的实际应用，让学生了解物理知识在生活中的重要性。
教学大纲安排如下：1. 第一课时：光敏电阻的基础知识，介绍光敏电阻的原理、特性。
2. 第二课时：光控开关电路原理，分析电路中各元件的作用。
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图1（总电路图）
光电开关组成及其原理
其图所示为光暗控制继电器电路，由R1光敏电阻，其灵敏度是相当高的，滑动变阻器R3R4构成了电桥，分压电路，在黑暗的条件下或者光线暗至一定程度时，当调节好滑动变阻器的时候，使LM358输出为0调零，用万用表测LM358内部可以当做两个放大器用，此时，我们就用一个即可，单电源双电源都可，当照度较低时，VT1不导通；当有一定照度的光照射时，光敏电阻阻值变小，VT1获得足够的基极电流而导通，产生较大的集电极电流，
合。
该电路的光触发电平电源电压及环境光度的影响比较大
图3（LM358放大器）
内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器。
适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，
电源电流与电源电压无关。
它的使用范围包括传感放大器、
块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
直流电压增益高（约100dB）
单位增益频带宽（约1MHz）
·电源电压范围宽：单电源（3-30V）；双电源（±1.5V—±15V）
·低功耗电流，适合于电池供电
·地输入失调电压和失调电流。