电子信箱

项目介绍

在本项目中，我将向您展示一个简单的电子信箱，它是一种可用于指示何时收到邮件（物理邮件，如信件）的电路。在这个电子信箱项目中，LED 被用作指示灯。

通常，LED 会保持亮起状态。 但是，当有人将信件投入信箱时，LED 指示灯就会停止发光，即熄灭。这表明信箱里有一封信。

电路原理

电路原理非常简单。为了识别信箱中是否有信件，我连接了一个 LDR 和光源。LDR 是 Light Dependent Resistor（光敏电阻器）的简称，是一种特殊的电阻器，其电阻值根据落在其上的光照强度而变化。

在弱光或黑暗条件下，LDR 的电阻约为 200 万欧姆，而在强光下，其电阻会下降到几十欧姆。在这一电路中，光源（使用 LED 作为光源）与 LDR 配合使用，使 LED 发出的光直接落在 LDR 上，而当在信箱内放置任何信件时，它将阻碍光线落在 LDR 上。

这种变化可借助由 741 运算放大器和 CD4001（四 NOR 门集成电路）组成的辅助电路进行检测，并使用 LED 指示字母的存在。

电子信箱电路图

电子信箱项目的电路图如下图所示。

如果与 Quad NOR Gate IC CD4001 的连接不清楚，下图可能有用。

所需元件

LM741 - 1

CD4001 - 1

电阻器

10KΩ - 5

1KΩ - 2

电容器

0.1μF - 2

C1、C2（.1uF） - 2

发光二极管 - 2

LDR

5V 电源

迷你面包板

连接导线

元件说明

LDR - 这种器件的灵敏度取决于倾斜光线的强度。随着光线强度的增加，LDR 的电阻会减小，反之亦然。在无光或黑暗环境下，LDR 的电阻会显示在百万欧姆的范围内，而在有光的环境下，它的电阻会下降到几百欧姆。

发光二极管（LED）--它由半导体组成，输出各种颜色的光。发光二极管在正向偏置状态的 p-n 结中产生窄光谱光。当它处于开启模式时，电子与空穴结合，以光能的形式释放出来。

LM741 - 基本上是一种通用运算放大器，主要用于提高电路性能，使其超过行业标准。在许多应用中，它们是 709C、LM210、MC1439 和 748 等集成电路的直接插件替代品。在许多应用中，它几乎是万无一失的。其一是输入和输出的过载保护。另一个是在超出共模范围时不会出现闩锁（latch-up），并且与振荡无关。

电阻器 - 电阻器安装在任何电路中，用于限制电流的流动。电阻器有以下两种。

固定电阻器 - 其阻值是固定的。

可变电阻器 - 其阻值可以变化。假设我们有一个 5K 电阻器，那么它的阻值就会在 0-5K 欧姆之间变化。

电子信箱电路说明

当有人将信投入信箱时，该电路将发出视觉警报。运算放大器 LM741、Quad NOR Gate IC CD4001 和 LDR 是电路的基本组成部分。

该电路的操作非常简单。您需要将 LDR 和 LED 安装在盒子的不同角落，这样 LED 发出的光就会有规律地落在 LDR 上。这样，OP-Amp LM741 的输出将为高电平。

这个高电平信号被送到 CD4001 的引脚 1，它基本上是一个 NOR 门，当所有输入都处于低电平状态时，它的输出为 1（您可以在真值表中找到）。因此，LED 会持续发光，表明投信箱中没有信件。

一旦有人将信投入信箱，落在 LDR 上的光就会被阻断，其电阻达到高电平。因此，运算放大器的输出变为低电平。这个低电平信号被送到 CD4001 的引脚 1。因此，输出引脚 3 将得到逻辑 0。

这是因为第二个栅极的输入端来自引脚 3，而第二个栅极的两个输入端都接收到逻辑 0，因此引脚 4 的输出将为高电平。

继续以同样的方式运行，最后，引脚 11 的输出将变为高电平，LED 指示灯停止发光，表明字母盒中有一个字母。

LED 一直处于熄灭状态，直到所有信件都被取出，一旦所有信件都被取出，LED 就会再次开始发光。