光線檢測(cè)器可以簡(jiǎn)單由LDR與方波生成器連接而成。而本項(xiàng)目中，我們的方波生成器將以555定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。該電路的主要基于LDR的工作原理，在深入了解LDR電路之前，我們需要知道LDR的基礎(chǔ)。以下圖片是幾種不同的LDR。

什么是LDR？

LDR由半導(dǎo)體材料制成，并激活了它們的光敏特性。組成材料有很多種，但最為流行的就是硫化鎘（CdS）。這些LDR或者說是光敏電阻的工作原理基于“光電導(dǎo)性”。該特性就是當(dāng)LDR的表面有光線時(shí)，其電導(dǎo)率就會(huì)增加，換句話說LDR的阻值就會(huì)減小。而這一電阻減小的特性基于其表面的半導(dǎo)體材料。

以下即光線檢測(cè)電路，555定時(shí)器被配置為自由運(yùn)行狀態(tài)（非穩(wěn)態(tài)），這樣當(dāng)光線強(qiáng)度低于某個(gè)特定值時(shí)會(huì)生成方波。

所需元器件

+5 ~ +10V電源

555定時(shí)器

100kΩ電阻

22kΩ電阻

10kΩ電阻

1MΩ的滑動(dòng)變阻器（電位計(jì)）

104（100nF）電容

2N3906三極管

LDR

揚(yáng)聲器（25Ω，0.5W）

電路圖

上圖及光線檢測(cè)報(bào)警器的電路圖。稍微觀察一下我們可以看出該電路與非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器類似，這是因?yàn)樵撾娐分桓膭?dòng)了一處。那就是RESET引腳（引腳4）。在普通的非穩(wěn)態(tài)振蕩器中，該引腳與+5V相連，但考慮到我們要在光線缺失的情況下生成方波脈沖，我們不會(huì)將其直接與+5V相連。其RESET引腳上的電阻網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)虛擬地，所以可以不斷重置IC，方波輸出也會(huì)在有光線的情況下停止。

這里的三極管則用來驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，因?yàn)橹苯佑?55定時(shí)器來驅(qū)動(dòng)并不是一個(gè)好主意。此處的揚(yáng)聲器也可以換成LED，從而創(chuàng)造一個(gè)根據(jù)光線產(chǎn)生反應(yīng)的輸出。這樣哪怕陷入黑暗后，我們也有一個(gè)備用光。

這里的三極管并非需要強(qiáng)制使用PNP，可以替換為NPN，但引腳連接需要做出相應(yīng)的調(diào)整。

工作原理

在進(jìn)一步解釋前，電路首先要處于開啟狀態(tài)，且在有光條件下蜂鳴器不會(huì)響。該狀態(tài)可以調(diào)整1MΩ的滑動(dòng)變阻器來實(shí)現(xiàn)。然后我們來看電路中的分壓網(wǎng)絡(luò)，一端為1MΩ和100kΩ的電阻，一端為LDR，RESET引腳連接到兩者之間。我們可以調(diào)整滑動(dòng)變阻器讓其有足夠的阻值，并在分壓網(wǎng)絡(luò)的上端造成全部電平的壓降（+5V）。這就讓分壓器的中點(diǎn)成了虛擬地（RESET引腳）。考慮到555定時(shí)器的RESET引腳為低電平觸發(fā)，所以定時(shí)器會(huì)持續(xù)處于重置模式，也就不會(huì)產(chǎn)生方波。從這我們可以得出，當(dāng)有光線的情況下，555定時(shí)器為重置狀態(tài)且沒有輸出。

當(dāng)LDR陷入黑暗后，LDR的阻值會(huì)急劇增加，于是會(huì)改變分壓網(wǎng)絡(luò)的比例。出現(xiàn)這種情況后，分壓網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電位會(huì)從0V升到2V（左右）。這段電平改變會(huì)使555定時(shí)器脫離重置模式。一旦脫離重置模式后，定時(shí)器就會(huì)開始生成方波。

方波導(dǎo)入PNP三極管后驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，并生成報(bào)警信號(hào)。

常見錯(cuò)誤

調(diào)整滑動(dòng)變阻器后揚(yáng)聲器還在響

原因和解決辦法：

1.LDR可能阻值過大，使得RESET引腳上仍有不小電位。改成將100kΩ的電阻與1MΩ的滑動(dòng)變阻器串聯(lián)。

2.查看RESET引腳（引腳4）是不是不小心與+5V的電源線相連了。

哪怕在黑暗情況下也揚(yáng)聲器也沒有響聲

原因和解決辦法：

LDR可能并沒有產(chǎn)生在RESET引腳上產(chǎn)生足夠電位。將一個(gè)滑動(dòng)變阻器與LDR相連，并調(diào)整滑動(dòng)變阻器到出現(xiàn)響聲為止。

三極管發(fā)熱

解決辦法：在三極管的基極放一個(gè)100Ω的電阻。
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