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电子眼控制安防系统

在本项目中，我们将介绍一个简单的家庭安防应用，称为电子眼控制安防系统，它主要使用**光敏电阻（LDR）**作为主要传感器，并结合其他一些元器件来实现功能。

1. 引言​

电子眼也被称为魔眼。随着自动化技术的不断发展，想象一下，当有人拜访你家时，门铃能够自动响起。这种装置还可以在有人未经允许试图进入家中时提供安全防护。电子眼是一种简单的电子装置，可以持续监控是否有人来访。

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2. 电子眼控制安防系统电路原理​

本项目介绍了电子眼的电路设计。在了解该电路的详细信息之前，首先需要了解基于LDR的光控开关电路的工作原理。

2.1 电子眼控制安防系统电路工作原理​

电路的主要原理是在有人出现在门口时响起门铃。为了检测人员的存在，使用**光敏电阻（LDR）**作为传感器。LDR上光照的有无决定了是否有人经过。当有人或物体挡住入口光线时，LDR处于黑暗状态，蜂鸣器开始响起，同时LED开始点亮。

3. 电子眼控制安防系统电路图​

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注意：电阻R4为 220Ω。

4. 电路元器件​

  • 7805 稳压器

  • 电阻：220Ω × 2，1KΩ × 2，100KΩ

  • 1N4007 PN二极管

  • 电容：1µF、10µF

  • 三极管：BC 547 × 2

  • 光敏电阻（LDR）

  • 蜂鸣器

  • LED发光二极管

  • 面包板

  • 连接导线

  • 9V 电池

5. 电子眼控制安防系统电路设计​

该电路可以分为两个部分：

  1. 电源电路
  2. 逻辑电路

在电源电路中，9V电池供电经过稳压器转换为5V直流电压。逻辑电路在LDR检测到阴影时驱动蜂鸣器和LED。

5.1 电源电路设计​

电源电路由电池、二极管、稳压器和电容器组成。最初，9V电池连接到二极管，所使用的二极管是1N4007系列的PN结二极管。在该电路中，1N4007以正向偏置方式连接。

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该二极管在电路中的主要作用是防反接保护，即当电池极性接反时保护电路。正向偏置的PN结二极管只允许电流单向流动，从而实现保护功能。二极管上会有一定的压降，约为 0.7V。

稳压器用于调节电路的输出电压。此处使用的稳压器是7805，其中“78”表示系列号，“05”表示输出电压。因此，稳压器输出5V直流电压。在稳压器的输入端和输出端各接有一个电容，这两个电容用于滤除电压中的纹波，保证稳压器输出稳定的直流电压，并将该电压供给逻辑电路。

5.2 逻辑电路设计​

逻辑电路主要由光敏电阻（LDR）、三极管、蜂鸣器、LED以及一些无源元件组成。一个100KΩ电阻与LDR串联连接，形成分压器电路。

当LDR处于黑暗状态时，其电阻非常高，可达兆欧级；当LDR置于光照下时，其电阻会逐渐降低。因此，LDR的电阻会随光照强度而变化。

  • 当LDR处于黑暗时，电阻大，输出高电平；
  • 当LDR处于光照下，电阻降低，输出低电平。

分压器的输出接入第一个三极管，用于反相LDR的信号。第二个三极管负责驱动蜂鸣器。电路中还接入了一个保护二极管。

蜂鸣器选用5V磁性蜂鸣器，其两个引脚分别接到电源正极和第二个三极管的集电极。LED用于指示状态。当第一个三极管输出高电平时，蜂鸣器会响起，LED也会点亮。

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6. 如何操作电子眼控制安防系统电路​

  1. 按照电路图在面包板上连接所有元器件；

  2. 使用9V电池为电路供电；

  3. 将LDR放置在光照下，此时蜂鸣器无声；

  4. 遮挡LDR使其处于黑暗状态，蜂鸣器开始响起，同时LED点亮；

  5. 增加照射到LDR上的光强时，蜂鸣器声音也会增强。

7. 电子眼控制安防系统的应用​

  • 可用于门铃电路；
  • 可用于车库门开启电路；
  • 可用于多种安防应用。