半导体声光电应用 数字化实验研究装置

杨张明 朱嘉瑶 王晔洋

高中物理、通用技术教材中传感器应用实例较多，生活传感器和教学传感器应用非常广泛，老师教授这部分内容时，学生对此兴趣很浓。

物理教学中，缺少系列半导体传感器声光电应用数字化研究平台，学生对研究各种传感器输出的高、低电平信号，把模拟量变为数字量等问题特别感兴趣，但尚未有现成的实验器材来演示这种变化信号。于是，我们设计了半导体声光电应用数字化实验研究装置。

本装置分为四个部分。第一部分可演示光电计数、光电信号触发单片机智能控制声光电效果，且单片机可脱离电脑编辑、修改程序，演示教学机器人的编程原理。

第二部分可演示电感传感器、电容传感器、红外传感器智能开灯和手动关灯，实现一灯多控，解决楼道照明灯只能智能开灯、不能随时人工关灯的缺陷。

第三部分可演示利用霍尔效应传感器演示与门、或门逻辑电路工作原理，利用电压传感器测量高、低触发电平。

第四部分可进行半导体声光电耦合数字化对比分析研究。

一、工作原理

各种传感器工作时，把红外信号、磁场信号、光信号、声信号、位移的变化转化为电信号，单片机接收并处理输入的脉冲信号后进行智能控制。

如演示光电计数，包括正计数和倒计数;利用调制后的红外信号触发单片机工作，开启声、光、电提示功能，实现智能控制，如开启灯泡、马达、语音电路等等。

二、研究过程

（一）基础理论知识研究