电子信箱

在本项目中，我将向您展示一个简单的电子信箱，这是一个可用于指示您何时收到邮件（物理邮件，如信件）的电路。在本电子信箱项目中，使用发光二极管（LED）作为指示。

通常，LED保持开启状态。但是，当有人将信件投入您的信箱时，LED停止发光，即被关闭。这表明您的信箱中有一封信。

该电路的原理非常简单。为了识别信箱中是否有信件，我连接了一个光敏电阻（LDR）以及一个光源。光敏电阻（LDR）是一种特殊电阻，其阻值会根据照射在其上的光强而变化。

在低光或黑暗条件下，光敏电阻（LDR）的阻值约为2兆欧姆，而在强光条件下，其阻值会降至几十欧姆。在本电路中，光源（使用LED作为光源）与光敏电阻（LDR）调整成这样一种方式，即LED的光将直接照射在光敏电阻（LDR）上，当信箱内放入任何信件时，它将阻挡光线照射到光敏电阻（LDR）上。

这种变化通过由741运算放大器和CD4001（四路与非门集成电路）组成的辅助电路检测到，并使用LED指示信件的存在。

电子信箱项目的电路图如下图所示。

如果关于CD4001四路与非门集成电路的连接不太清楚，那么下图可能会有所帮助。

光敏电阻（LDR）：这是一种根据照射在其上的光强而改变灵敏度的设备。随着光强的增加，光敏电阻（LDR）的阻值减小，反之亦然。在黑暗中，光敏电阻（LDR）的阻值在兆欧姆范围内，而在有光的情况下，其阻值会降至几百欧姆。
发光二极管（LED）：它由半导体组成，可产生各种颜色的光作为输出。当LED在正向偏置状态下对p-n结施加电偏压时，会产生窄光谱光。当其处于开启状态时，电子与空穴结合，并以光能的形式释放。
LM741：它是一种通用运算放大器，主要用于提高电路性能，达到行业标准。它们是许多应用中的直接插入式替代品，如709C、LM210以及MC1439和748。它们有许多应用，使其几乎万无一失。其中一个是输入和输出上的过载保护。另一个是在共模范围超出并独立于振荡时，不会发生锁存。
电阻：电阻连接在任何电路中，以限制电流的流动。以下是两种电阻的介绍：
- 固定电阻：其阻值是固定的。
- 可变电阻：其阻值可以变化。例如，如果我们有一个5K的电阻，那么其阻值可以在0到5K欧姆之间变化。

当有人将信件投入您的信箱时，该电路将产生视觉警报。运算放大器LM741、四路与非门集成电路CD4001以及光敏电阻（LDR）是该电路的基本构建块。

该电路的操作非常简单。您需要将光敏电阻（LDR）和LED安装在箱子的不同角落，以便LED的光能够定期照射到光敏电阻（LDR）上。因此，运算放大器LM741的输出将是高电平。

这个高电平信号被输入到CD4001的引脚1，它本质上是一个与非门，当所有输入都处于低电平时，它会产生输出（您可以在真值表中找到）。因此，LED将保持发光，表明信箱中没有信件。

当有人将信件投入信箱时，照射到光敏电阻（LDR）上的光被阻挡，其阻值升高。因此，运算放大器的输出变为低电平。这个低电平信号被输入到CD4001的引脚1。由于这个原因，我们将在输出引脚3上得到逻辑0。

这反过来会在引脚4上得到逻辑1。这是因为第二个门的输入来自引脚3，由于第二个门的两个输入都接收逻辑0，因此引脚4的输出将是高电平。

按照同样的方式继续，最终，引脚11的输出将变为高电平，因此，LED停止发光，表明信箱中有信件。

直到信箱中的所有信件都被取出之前，LED将保持关闭状态。一旦所有信件都被取出，LED将再次开始发光。