光电密码锁实验
一、实验目的
加深了解光敏电阻的工作原理及应用性
二、实验内容
光电密码锁设计实验
三、实验仪器
光电技术创新综合实验仪 一台
光敏电阻实验模块 一块
光源输出及测量实验模块 一块
连接导线 若干
四、实验原理
1、实验参考原理
图5-1 光电密码锁电路
其工作原理是：该电路由窗口电压比较器、鉴别控制器和执行机构组成。运算放大器U1C和U1D组成一个窗口电压比较器，窗口典型的范围为1/2电源电压，并且允许误差±0.25%。当a点电压落入比较器范围内时，b点电位变低。反之，则变高。
当无光照时，光敏电阻RL阻值很大，a点电压接近于电源电压，经U1C、U1D鉴别后，b点输出高电平，运放U1A输出为低电平，三极管Q5截止，电子锁处于闭锁状态。并且R9、R15分压导致c点电位为0.9倍的电源电压，但此时a点电位仍稍高于c点电位，故U1B输出高电平，三极管Q4处于截止状态。
当光敏电阻接收光照，电阻阻值降低为10K时，a点的电位降落在1/2电源电压内，经运放U1C、U1D鉴别后，b点为低电平，经U1A运算放大器后输出为高电平，此时Q5导通，继电器接通，常开触点吸合，指示灯亮，表示锁被打开。锁打开后，减弱光照，电路又回到初始状态。当试图通过调节光照改变光敏电阻阻值试探时，或接入错误电阻进行开锁时，经运放U1C、U1D鉴别后，b点为高电平，经U1A运算放大器后输出为低电平，继电器不工作，锁不能打开。此时运放U1B输出为低电平，三极管Q4导通，b点的高电平通过Q4、D5、R18向E2快速充电。此后，即使利用试探法搜索到开锁阻值，运放U1C、U1D输出为低电平，但由于E2的高电平通过D6的作用，使b点维持高电平，运放U1A输出低电平，Q5不能导通，继电器电路被封锁住，只有等E2通过R19放电结束后，才能解除封锁状态。
五、实验注意事项
1、打开电源之前，将“电源调节”旋钮逆时针调至底端；
2、实验操作中不要带电插拔导线，应该在熟悉原理后，按照电路图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验；
3、若照度计、电流表或电压表显示为“1＿”时说明超出量程，选择合适的量程再测量；
4、严禁将任何电源对地短路。
六、实验步骤
1、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；
2、连接模块上的J3插孔至J5插孔，J4插孔至J6插孔，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。按下开关K1和K5，同时保证其余开关都弹起。
3、连续调节光源强度，观察LED1的亮灭情况。
4、缓慢调节光照强度，用示波器观察D4二极管的+极的电压，如果为高电平则增加光照强度，使之变为低电平。当D4+极电压调为低电平后、用示波器观察D3+极的电压，如果此电压为高电平，则减小光照强度，使之变为低电平。反复调节光照强度，当D3、D4正极电压都变为低电平的时候，观察LED1的亮灭状态。
5、当LED1处于发光状态后；增大或减小光照强度，观察LED1的亮灭状态。
6、当LED1处于发光状态时，调节拨码开关SP1的状态，观察LED5，LED6，LED7，LED8与LED9，LED10，LED11，LED12对应发光情况。当LED1熄灭时再次观察拨码灯的对应发光情况。
7、将“电源调节”旋钮逆时针旋至不可调位置，关闭实验箱电源。
七、实验思考
1、光电密码锁实验电路存在哪些不足，可进行怎样的改进？
2、试分析日常生活中，光敏电阻可用于什么领域？
