光照強(qiáng)度自動檢測顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、設(shè)i+fig：光照強(qiáng)度自動檢測顯示系統(tǒng)設(shè)汁、題目的認(rèn)識理解本次投計(jì)題目是光照強(qiáng)度自動檢清顯示系統(tǒng)設(shè)廿，既然是系統(tǒng)設(shè) it,我們可以將其分解為模塊,把復(fù)雜間題簡單化。數(shù)據(jù)采集模塊，可用光敏電I®將光照強(qiáng)度信號轉(zhuǎn)換為電阻信號從 而進(jìn)行渭量計(jì)算。測量電路模塊，設(shè)置分壓電路和比較電路，將電T信號轉(zhuǎn)換為電 壓信號分檔輸出，用于顯示和報(bào)書。顯示報(bào)警模挾，用發(fā)光二極管進(jìn)行顯示，同時(shí)設(shè)置光照過強(qiáng)時(shí)聲 鳴器報(bào)書。二、設(shè)計(jì)任務(wù)要求:設(shè)it-t光照強(qiáng)度自動檢測、顯示、（報(bào)警）系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對外界 三種不同條件下光強(qiáng)的分檔指示和報(bào)警（弱、適宜、強(qiáng)）1、方案的設(shè)廿根據(jù)題目選定光照強(qiáng)度自動檢測所用的光電傳感器類型；

2、1 ）自己設(shè)廿至少三種以上不同光照條件，測定不同光照條件下光電傳感器的輸出;2）傳感器渭量電路采用集成運(yùn)算放大器構(gòu)成的比較器完成，完 成至少三種以上不同光照條件下顯示報(bào)魯系貌方案的論證和設(shè)廿；3）完成自熬光光照強(qiáng)度自動檢渭顯示報(bào)醫(yī)系統(tǒng)電路方框圖、電 路原理圖的設(shè)廿；4）完成自熬光光照強(qiáng)度自動檢渭顯示報(bào)警系貌中核心蘇片的選 型、系貌中各個(gè)參數(shù)的廿算（備注：1.含各種元件參數(shù)的廿算過程 或依據(jù)2.選定最接近計(jì)算結(jié)果的元件規(guī)格）;5）設(shè)廿結(jié)東后,進(jìn)行仿真調(diào)試。2、仿真調(diào)試方案科用:Multisim等軟件仿真，得出主要信號輸人輸出點(diǎn)的渋形, 根據(jù)仿真結(jié)果驗(yàn)證設(shè)計(jì)功能的可行性、參數(shù)設(shè)計(jì)的合理性；給出系統(tǒng)

3、整機(jī)電路圖（利用PROTEL軟件做出原理圖SCH文件和 PCB文件）o3、完成課程設(shè)廿報(bào)告。三、設(shè)汁所需基礎(chǔ)知識及工具1、基礎(chǔ)知識電路理論中電阻電路的分析、模01電子線路中運(yùn)算放大器、 比較器、功率放大器等知識，數(shù)字電子線胳中開關(guān)特性及數(shù) 字信號等知識，傳感器技術(shù)中的光電傳感器原理及應(yīng)用、測 量電路等部分知識。2、設(shè)廿工具電子電胳EDA仿真軟件:Multisim電子線路設(shè)廿軟件:Protel99SE0四、方案設(shè)汁及其論證（包含課題的功能與指標(biāo)分析、 電路的結(jié)構(gòu)組成方框圖、各部分單元電路間關(guān)系、 單元電路方案設(shè)辻考慮）總結(jié)資料1、課題助能與指標(biāo)分析：本次課題設(shè)汁主要是為了實(shí)現(xiàn)光照強(qiáng)度舸自動檢渭勺

4、分桂顯示和報(bào)書。首先，必須設(shè)定分桂壞境，可用三種壞境狀態(tài)分四桂。環(huán)境狀態(tài)光敏電阻電阻值太陽光直射R1=240Q室內(nèi)日光燈R2=1.5kQ黑衣物包裹R3=150kQ其次，將光敏電陽電趾值與上述三種狀態(tài)下此值進(jìn)行比較，實(shí)規(guī) 分苗顯示和報(bào)警。檔次光敏電阻電趾值顯示狀態(tài)黑暗RX>R3三管都不亮弱光R2<RX<R3管亮適宜R1<RX<R2兩管亮強(qiáng)光RX<R1三管都亮,聲鳴器響設(shè)廿電胳，應(yīng)完成以上功能。2、電路的結(jié)構(gòu)、組成方塊圖:從電胳原理圖看其實(shí)很簡單，右辺三個(gè)比較器部分電胳完全相同。結(jié)構(gòu)分林如下:1 ）供電電« VCC=12V,給分壓電路、比較器、發(fā)光管、

5、聲鳴器供電。2）分壓電路。包牯光敏電阻分壓和基準(zhǔn)電阻分壓。3）比較電路。比較器的兩個(gè)比較端一個(gè)從光敏電阻一端引出，接人 比較器負(fù)比較端，另一個(gè)從三個(gè)基準(zhǔn)電阻分壓端引出，接入比較器正 比較嘉。若光敏電I®比較端阻值大于基準(zhǔn)電陽，呱分壓也大于基準(zhǔn)電 阻，比較器輸出為負(fù)，反之亦然。4）顯示報(bào)警電路。比較器輸出端通過限流電iRc接發(fā)光二様管，同 時(shí)為防止比較器無法馳動發(fā)光管，輪出端通過上拉電阻Rb接電溫， 以提供足夠功率。最小基準(zhǔn)電阻發(fā)光管并聯(lián)聲鳴器。3、各部分單元電路間關(guān)系: 為了分析各部分單元電胳之間的關(guān)系，我以信號流程做主軸，分析如 T：1）信號采集，光敏電阻處于被測環(huán)境感光，會有一感

6、光陽值，廿為 RX （原理圖中用兩個(gè)滑動變阻器代替）。這樣就把被測光信號轉(zhuǎn)化為 電信號。2）信號測量，為了知道光敏電阻的阻值在所分的嘛檔之間，需要進(jìn) 行測量比較。分壓電胳和比較電胳就是完成此功能。光敏電犧和基準(zhǔn) 電阻分別分壓接入比較器兩端（實(shí)際上是被測信號與基準(zhǔn)信號比較）。 由干另一分壓電阻相同，電阻大的分壓就多。比較結(jié)果反映在比較器 的輸出端。采用了三個(gè)比較電路比較，就可以確定光敏電阻在四檔的 9 一檔o3）信號表達(dá)，通過比較器出來的是電壓信號，為了使人能直接感知, 接上發(fā)光二級管。高電壓即點(diǎn)亮發(fā)光二級管。4、單元電路方案設(shè)廿考慮：設(shè)廿時(shí)須對整個(gè)系貌進(jìn)行全面綜合考慮。以完成課題助能要求為前

7、提，盡量使電路簡單清晰。按照前面分林，首先應(yīng)將系統(tǒng)分為三個(gè)模 挾,其中渭量顯示電胳重點(diǎn)設(shè)廿分林如下：1 ）電溫部分：為了呃動比較器，電溫電壓設(shè)置為12V2）分壓電胳：為了便于分壓比較，另一分壓電® Rafi投為相同值3）比較電路：為了符合正常邏輯思維，應(yīng)該設(shè)定光照越強(qiáng)，亮的 發(fā)光管越多。所以才將光敏電阻分壓端接入比較器負(fù)比較端。 光最強(qiáng)時(shí)，電阻最小，分壓最少，比較器負(fù)輸入端那小于正輸 入端,比較器輸出那為正，三個(gè)發(fā)光管部亮。4）為了實(shí)規(guī)光敏電阻精確連續(xù)分壓，仿真時(shí)用兩個(gè)滑動變陽器代 替，一個(gè)粗調(diào)，一f細(xì)調(diào)。5）顯示電胳：為了呃動發(fā)光管，應(yīng)設(shè)置上拉電i Rb,為了保護(hù)發(fā) 光管，應(yīng)設(shè)置眼

8、流電fflRCo FIT值廿算見參數(shù)it算。6）報(bào)書電路：應(yīng)設(shè)置當(dāng)光照過強(qiáng)時(shí)，使聲鳴器響。將蜂鳴器并聯(lián) 到Rc3和LED3兩端。僅當(dāng)光照很強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值才小于 R3,聲鳴器才響。其他狀態(tài)，聲鳴器那不響。貝體狀態(tài)分析見仿真結(jié)果五、電路中各元器件選型和參數(shù)辻算元器件選里：元器件類別型號1流電源穩(wěn)壓直流電源12V/1000MA光敏電H5537電阻金屬膜電阻比較器HA17339發(fā)光二極管SM210363,聲鳴器無I 1206分體5.5歐蜂鳴器參數(shù)廿算：（根據(jù)電路原理及實(shí)師市場it算選擇）電埶 VCC=12V基準(zhǔn)電阻：用來分桂，故應(yīng)等于光敏電阻三種狀態(tài)下阻值。R1=240QR2=1.5kQR3=15

9、0kQ分壓電吧Ra：為了使分壓不至il大或11小影響精度，取R1和R3中 間大小,Ra=5 k Q上拉電i Rb： Rb提供呃動電流，不宜過大，® Rb=100Q眼流電Rc： Rc=（比較器輸出電壓-發(fā)光管壓降）/發(fā)光管額定電流經(jīng)計(jì)算Rc=（ 12-2 ）/5=2 kQ,實(shí)際取Rc=1 kQ,留有一定 余地，另外Rc3與LED3并聯(lián)聲鳴器，測得兩端電壓約 為 7V,故 ® Rc3=600 Q o兀、設(shè)辻總結(jié)（包括對設(shè)汁的目的和意義的認(rèn)識、本人完成情況、設(shè)計(jì)中的主耍收獲和不足、對設(shè)汁類課程的建議）o通過本次課程設(shè)廿，我對傳感器、電路系統(tǒng)設(shè)廿有了更深的的理解也）11強(qiáng)了我的實(shí)際

10、動手能力。不管是電路理論，還是實(shí)際應(yīng)用，經(jīng)過此次設(shè)廿后我的能力那有了不少提升。同時(shí)在本次課程設(shè)廿時(shí)，也暴露了自己的不少毛病，如設(shè)廿過程中缺乏規(guī)X化，標(biāo)準(zhǔn)化，仿真軟件不熟悉等。劇開始的的時(shí)候,Protel和Multisim完全不會，但經(jīng)過兩天的模索，也逐步上手了。通過這幾天的勢力杳斗，最終做出電路原理圖，仿真結(jié)果也基本滿足課題助能要求，心里有一種莫名的成就感。平常我1上課學(xué)習(xí)理論知識有時(shí)覺得挺容易的，但一旦自己真正動手設(shè)廿，才發(fā)現(xiàn)自己有很多不足。只有實(shí)踐才能提高自己的能力，因此我希望有更多類似課程設(shè)廿。七、主耍參考資料1壬化祥.x淑英；傳感器原理及應(yīng)用.XX： XX大學(xué)，2007.2.康華光；電子技術(shù)基礎(chǔ)模扔部分:髙等教育，2006.1.八、附件仁FU】OP/Jfl'廠 I整機(jī)電路原理圖（附頁1）- Protel原理圖九、附件2：仿真結(jié)果（如:測試數(shù)據(jù).波形等）（附頁2）l；HA17339Rc3amoVIHII2ZE200 Hz(a )黑I®狀態(tài) vcc12V(b)弱