光控直流電機正反轉電路設計
1、前言
該電路結構簡單，容易製作，靈敏度較高，能夠基本實現通過環境的明暗變化來控制直流電機的正、反轉功能。在此控制電路基礎上，如果加上相應機械傳動裝置，即可廣泛運用於生活中的自動控制場合。
該設計是基於對電機控制方法的進一步探究。目前，大多數直流電機的控制都是由開關來實現的，如廚房中的抽油煙機即是如此，需要由人去撥動開關來完成其排風扇的正、反轉。那麼，是否可以找到更加智能的方法來實現對直流電機正、反轉的自動控制呢？
2、設計方案
設計思想：利用光電三極體將外界環境的明暗變化轉換為邏輯量，通過施密特觸發器及微分電路得到脈衝信號，觸發單穩態觸發器，最後，利用功率驅動環節驅動直流電機的轉動。
系統設計的原理圖如下圖所示。
1、 感測器部分
選用3DU33光敏三極體，其與光電二極體相比，實質上是在後者基礎上加了一級放大，從而大大提高了光電轉換的靈敏度。對3DU33，光電流IL≥2mA，暗電流ICEO≥0.3uA，擊穿電壓U（BR）CE≥50V，飽和壓降UCE≤0.3V。其高電低平可以通過上拉電阻進行調節。
光敏三極體Q1受光照而導通，輸出端A為“0”，施密特觸發器U1A輸出端B為“1”；
若環境由亮漸漸變暗，光敏三極體Q1由導通變為截止，A點變為“1”，經施密特觸發器U1A整形后，輸出端B由“1”變為“0”，其下降沿經C1、R1形成一負脈衝D，觸發單穩態觸發器翻轉至暫穩態，其輸出端F為+6V，使電機正轉；
若環境由暗漸漸變亮，光敏三極體Q1由截止變為導通，B點由“0”變為“1”，反相器 U1B輸出端C點由“1”變為“0”，其下降沿經C4、R4形成一負脈衝E，觸發單穩態觸發器翻轉至暫穩態，其輸出端G為+6V，使電機反轉；
若環境不變時，A、B點無變化，F、G輸出均為“0”，電機不轉。
2、 脈衝調製和單穩態觸發器部分
選用CMOS集成施密特觸發器CC40106，結合微分電路構成脈衝調製電路，輸出脈衝信號Ui。
光控直流電機正反轉電路的原理圖
選用NE555構成單穩態觸發器。脈衝信號Ui由2腳輸入，當Ui下降沿來到時，電路被觸發，立即由穩態翻轉到暫態。在暫穩態期間，電路由電容C充電，充電時間T=RC。當暫穩態結束后，再通過C放電回到穩態，等待新的觸發信號。
3、 直流電機驅動電路
選用L293晶元作直流電機的驅動，起到一定隔離作用，以避免直接接入電機而使前置電路受到影響。
3、電路調試
首先，將直流電機直接接+6V直流電源，使其轉動，改變極性，檢測其是否可以正、反轉。
根據實際需要確定正、反轉時間，從而調整兩個單穩態觸發器的輸出脈寬Tw。根據公式
Tw=1.1R3·C2〔或Tw=1.1R5·C5〕
適當選擇R、C的值。
將光敏三極體、直流電機接入電路，接+6V直流電源。當用黑紙遮住光電管時，電機應正轉；當將黑紙拿開時，電機應反轉。如果電機不轉，應檢查電路接線，通過調節R1提高光控靈敏度；若電機轉向反了，可以將電機的兩根輸入引線對調即可。
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