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光敏传感器及应用本科毕业论文(3)

来源:网络收集 时间:2018-12-05 下载这篇文档 手机版
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的输出信号是线性的,所以非常适合带ADC数模转换接口的芯片,通常采用增加一个保护电阻的方式接入ADC芯片就可以组成一个完整的光电转换系统,中央数据处理器CPU就可以从ADC接口读到一个数字,该数字的大小就更随LXD/GB5-A1DPZ(SMD1206)所在环境感应光强的变化而变化,通常采用正线性规律接入,那么,光照强度越大读到的数字越大,反之数字越小,这样系统软件师在设计软件时就可以非常方便的利用这个变量数字。在接口芯片越精确的情况下,这个数字可以更多。如0~1000,因此可以把这些数字分成多组,每组的范围对应一个屏幕亮度的等级。从而达到调节亮度的目的。

在现在众多手机的设计中,许多手机设计都有 自动感光的功能,而感光的用途不仅仅是在调节屏幕,按键亮度等基本的要求,而且有很多很有趣的创意,这些创意不只有厂家来完成,任何一个软件编写人员都可以,通过调用感光功能,用户只需要下载相应的软件就可以

图9 应用电路

实现相应的功能,比如光控震动的功能,就是利用手机外界环境光照强弱,来控制手机震动强弱,当手机在口袋里时,就需要震动强烈,这样就最大的避免误接电话,又避免影响他人。

5.2 光敏传感器在声光控开关电路中的应用

声光控电路是由声音和光控制的电路,其系统结构原理如下图:

声音信号 MIC 光敏电阻 与非门控制电路 延时电路 整流电路 电子开关 灯 图10 声光控开关节能灯控制电路

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光敏传感器是声光控电路的必要设备,和声音信号芯片有着一样的地位,在声光控电路中,通常选用光敏电阻作为光敏传感器。光敏传感器感光范围从可见光到红外光不等,通过光敏器件的电流一般很小,一般都要经过放大电路,或通过继电器,自动开关来控制大电流部件。

而光敏电阻的感光特性最与人眼接近,而且结构简单,造价便宜,耐用使用寿命长,电压阈值宽广,所以是做光控电路、光照强度测量电路的最佳选择。

在声光系统电路中,光敏电阻决定开关的闭合,随着光照强弱的发生电阻阻值,因而使通过电阻的电流发生变化——在光照强度较低时,光敏电阻阻值很大;在光照强度较强时,光敏电阻阻值变小,光敏电阻在经过放大电路时通常都是直流低频的工作状态,达到一定阀值时来决定开关的闭合。

声光控电路常用的是与非门电路,一个接光控电路,一个接声控电路,我们知道与非门逻辑关系是输入一个或两个低电平时输出为高电平,只有两个都为高电平时输出为低电平,常用于声光控电路的芯片是CD4011,,它是由四个与非门组成电路,可以控制多组电路。

图11 CD4011内部结构

声光控电路是生活中应用最广泛的的一种结构简单自动控制电路,但不只是作为开关而被我们认知,而我们更应该认识到自动控制给我们生活带来的便利。

在提倡可持续发展的今天,节能环保是时代的要求,而声光控电路研究正是基于这种理念,有着良好发展前景。

5.3在汽车中的应用

汽车作为现代工业产品的代表,光敏传感器也因此广泛应用。光敏传感器主要应用于汽车的自动控制,信息传送等方面。

5.3.1测速

汽车行驶过程中要对速度进行实时监测,以便更好控制方向,避免超速。在过去通常采用的设备主要是机械测速,是通过汽车转轴带动齿轮的转动,最后通过转动数

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字转盘的方式显示速度和里程数。此类测速设备比较笨重,而且容易损坏。相对而言,采用光敏传感器的测速设备有着无可比拟的优点。其结构简单,使用寿命长,所测数据快速精准,而且容易被电子设备记录和显示。具体作用就是在车的轮轴上安装发光器件和光敏器件,在车轮相对应的点安装一个或多个反光片,车轮旋转到一个反光片时由发光器件发出的光经反光片反射被光敏传感器接收,电路产生一个脉冲信号,经过信号处理系统,根据车轮半径参数就能准确计算出车速。

发光器件:发光器件通常采用红外线发光二极管,持续发出波长830~950nm的光波。

光敏传感器:与发光器件匹配,采用红外线光敏传感器。该器件一般是接受、放大、解调做成一体化,红外二极管发出的光经镜面反射以后被接头解调后,数据“0”

反光镜发光器件 计数信号处理显示设备 光敏传感器 脉冲信号 器器

图12 测速装置示意图

和“1”在单片机的读取不同。容易被识别。

计数器:通常采用51单片机可以实现计数功能,并以其定时和计数产生的结果作用在处理系统上。定时是是用来确定各个时间段的,可以当用作计数器用,并且在脉冲上进行计数的操作。

并行通信接口:51单片机用于数据的输入和输出功能的接口。 串行通信接口:51单片机有一个能够编程的插口,这个插口必须接外部设备或电脑。我们可以看到单片机和其它设备在数据传送的时候必须用到。这个插口是双排的,它的功能第一可以用作接收信号,第二可以作为移位器用。RXD( P3.0)脚为接收端口,TXD(P3.1)脚为发送端口。

中断系统 :51单片机有中断系统,我们可以用他中断程序。51系列是有5个中断源,分别是外中断(2个),定时中断(2个),串行中断(1个),所有的中断从不同的顺序开始执行。

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时钟电路:单片机的芯片的内部是有时钟电路的。时钟电路可以生产我们可以看到的时钟脉冲序列。系统默许的晶振频率肯定是6 MHz到12 MHz。

图13 单片机引脚

显示设备:通常采用的有由LED发光二极管组成八段字符显示器。经过处理的信号由单片机处理后直接显示出来,通过单片机输出的信号显示。

5.3.2照明控制

汽车的供电系统来自引擎带动的发电机,根据能量的转换,带动发电机就需要发动机做额外的功,用电越多就需要发动机做越多的功,消耗更多的燃料。在出租车的顶部,都有广告牌,里面就有车灯。在白天亮灯显然是不需要的,而夜晚就需要点亮,因此,设计为用光敏电阻控制闭合的电路,就能自动控制灯管的亮灭,因此起到节能减排的作用。

6 总结

随着信息时代的到来,电子产品日益丰富着我们的生活,传感器更是在生活中屡见不鲜,自动化,规范化,智能化是信息时代电子产品的发展要求,随之而来的是传感器飞快的更新速度。

传感器作为一种探测工具,其探测过程是一个是一个信息转换的过程,能够把人类观测不到或观测到的信息通过模电途径转化成直观可靠地信息,也就是我们所说的将非电量转化为电量的并能够直观数据或其他形式规范的一种仪器。

人类的生存离不开光,对光的检测已成了生活不可缺少的部分。作为光的的探测

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工具,光敏传感器不只在实验室中,更是广泛的应用于各种电路和工业设备中,作为使用最广泛的一种传感器,必然有着它自有的响应快、性能可靠、使用寿命长等优秀特点。相信未来会应用于更多的领域。

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