電子信箱

項目介紹 

在本項目中，我將向您展示一個簡單的電子信箱，它是一種可用于指示何時收到郵件（物理郵件，如信件）的電路。在這個電子信箱項目中，LED 被用作指示燈。

通常，LED 會保持亮起狀態。 但是，當有人將信件投入信箱時，LED 指示燈就會停止發光，即熄滅。這表明信箱里有一封信。

電路原理

電路原理非常簡單。為了識別信箱中是否有信件，我連接了一個 LDR 和光源。LDR 是 Light Dependent Resistor（光敏電阻器）的簡稱，是一種特殊的電阻器，其電阻值根據落在其上的光照強度而變化。

在弱光或黑暗條件下，LDR 的電阻約為 200 萬歐姆，而在強光下，其電阻會下降到幾十歐姆。在這一電路中，光源（使用 LED 作為光源）與 LDR 配合使用，使 LED 發出的光直接落在 LDR 上，而當在信箱內放置任何信件時，它將阻礙光線落在 LDR 上。

這種變化可借助由 741 運算放大器和 CD4001（四 NOR 門集成電路）組成的輔助電路進行檢測，并使用 LED 指示字母的存在。

電子信箱電路圖

電子信箱項目的電路圖如下圖所示。

如果與 Quad NOR Gate IC CD4001 的連接不清楚，下圖可能有用。

所需元件

LM741 - 1

CD4001 - 1

電阻器

10KΩ - 5

1KΩ - 2

電容器

0.1μF - 2

C1、C2（.1uF） - 2

發光二極管 - 2

LDR

5V 電源

迷你面包板

連接導線

元件說明

LDR - 這種器件的靈敏度取決于傾斜光線的強度。隨著光線強度的增加，LDR 的電阻會減小，反之亦然。在無光或黑暗環境下，LDR 的電阻會顯示在百萬歐姆的范圍內，而在有光的環境下，它的電阻會下降到幾百歐姆。

發光二極管（LED）--它由半導體組成，輸出各種顏色的光。發光二極管在正向偏置狀態的 p-n 結中產生窄光譜光。當它處于開啟模式時，電子與空穴結合，以光能的形式釋放出來。

LM741 - 基本上是一種通用運算放大器，主要用于提高電路性能，使其超過行業標準。在許多應用中，它們是 709C、LM210、MC1439 和 748 等集成電路的直接插件替代品。在許多應用中，它幾乎是萬無一失的。其一是輸入和輸出的過載保護。另一個是在超出共模范圍時不會出現閂鎖（latch-up），并且與振蕩無關。

電阻器 - 電阻器安裝在任何電路中，用于限制電流的流動。電阻器有以下兩種。

固定電阻器 - 其阻值是固定的。

可變電阻器 - 其阻值可以變化。假設我們有一個 5K 電阻器，那么它的阻值就會在 0-5K 歐姆之間變化。

電子信箱電路說明

當有人將信投入信箱時，該電路將發出視覺警報。運算放大器 LM741、Quad NOR Gate IC CD4001 和 LDR 是電路的基本組成部分。

該電路的操作非常簡單。您需要將 LDR 和 LED 安裝在盒子的不同角落，這樣 LED 發出的光就會有規律地落在 LDR 上。這樣，OP-Amp LM741 的輸出將為高電平。 

這個高電平信號被送到 CD4001 的引腳 1，它基本上是一個 NOR 門，當所有輸入都處于低電平狀態時，它的輸出為 1（您可以在真值表中找到）。因此，LED 會持續發光，表明投信箱中沒有信件。

一旦有人將信投入信箱，落在 LDR 上的光就會被阻斷，其電阻達到高電平。因此，運算放大器的輸出變為低電平。這個低電平信號被送到 CD4001 的引腳 1。因此，輸出引腳 3 將得到邏輯 0。

這是因為第二個柵極的輸入端來自引腳 3，而第二個柵極的兩個輸入端都接收到邏輯 0，因此引腳 4 的輸出將為高電平。

繼續以同樣的方式運行，最后，引腳 11 的輸出將變為高電平，LED 指示燈停止發光，表明字母盒中有一個字母。

LED 一直處于熄滅狀態，直到所有信件都被取出，一旦所有信件都被取出，LED 就會再次開始發光。