光照亮度传感器课程设计14#111

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1、德州学院2011届电子信息工程技术专业毕业设计课程设计题目光照强度传感器的设计指导教师张俊叶学生姓名赵利微盖梦雪石蕊学号201110805034201110805024201110805045专业电子信息工程技术教学单位物理与电子信息学院二O一三年五月二十日12德州学院2011届电子信息工程技术专业毕业设计光照强度传感器的设计摘要本设计利用传感器设计的基本方法，设计制作一个可以感知外界光照度变化的传感器，以实现对光照度信号的测量。光电检测方法具有精度高反应快非接触等优点而且可测参数多传感器的结构简单形式灵活多样因此光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。本设计利用

2、传感器设计的基本方法，设计制作一个可以感知外界光照度变化的传感器，以实现对光照度信号的测量。本题设计一个光照强度自动检测、显示、报警系统，实现对外界不同条件下光强的分档指示和报警。使用光敏电阻光照强度的测量并进行显示，采取单片机对光敏电阻输出变化进行处理转换成数字量再使用数码管进行显示。关键词光照强度；光敏电阻；光电传感器一、绪论光敏电阻又称光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔

3、向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 光照强度传感器是现代工业和日常生活中经常出现的一种基于光强变化的检测器件，它可以检测出其接收到的光强的变化，主要使用各种光电元件来将光信号转换成电信号，再经信号取样电路、放大电路和模数转换电路处理，获取表示光照度的数字信号，再进行处理。光电检测方法具有精度高反应快非接触等优点而且可测参数多传感器的结构简单形式灵活多样因此光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛光照强度自动检测显示系统，该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。人们可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该系统可以发出警报通知或直

4、接采取措施使光照强度在此范围内。人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态，做合理的光照调节。对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光强到电阻值的信号转换，再把电阻值转换为电信号就可以作为系统的输入信号。对输入信号处理后，就可以用来显示了。二、设计任务要求：设计一个光照强度自动检测、显示、（报警）系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）。通过采样到的光照射强度选择，在数码管上显示电压的大小。（1）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；12德州学院2011届电子信息工程技术专业毕业设

5、计（2）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；（3）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计；（4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1.含各种元件参数的计算过程或依据2.选定最接近计算结果的元件规格）；（5）设计结束后，进行仿真调试。（6）不断检测设计和实践的相差情况（7）仿真调试方案（8）给出系统整机电路图。（9）完成课程设计报告在这里，我们设计两个方案，并选择最佳方案进行设计分析。三、方案设计方案一：本次课题设计

6、主要是为了实现光照强度的自动检测与分档显示和报警。首先，必须设定分档环境，可用三种环境状态分四档。表3-1-1不同光照条件下光敏电阻阻值环境状态光敏电阻电阻值太阳光直射R1=230Ω室内日光灯R2=2.05kΩ室内黑暗处R3=26.76kΩ其次，将光敏电阻电阻值与上述三种状态下阻值进行比较，实现分档显示、报警、控制。表3-1-2不同光照条件下的显示状态档次控制状态显示状态弱光电灯亮一管亮适宜不亮两管亮强光不亮三管都亮，蜂鸣器响其中有LED始终是灯亮，表示系统开始进入检测状态。12德州学院2011届电子信息工程技术专业毕业设计电路的结构、组成方块图：从电路原理图看其

7、实很简单，右边三个比较器部分电路完全相同。结构分析如下：1）供电电源VCC=36V和VCC=12V，给分压电路、比较器、发光管、蜂鸣器供电，日光灯。2）分压电路。包括光敏电阻分压和基准电阻分压。3）比较电路。比较器的两个比较端一个从光敏电阻一端引出，接入比较器负比较端，另一个从三个基准电阻分压端引出，接入比较器正比较端。若光敏电阻比较端阻值大于基准电阻，则分压也大于基准电阻，比较器输出为负，反之亦然。4）显示报警电路。比较器输出端通过限流电阻Rc接发光二极管，同时为防止比较器无法驱动发光管，输出端通过上拉电阻Rb接电源，以提供足够功率。最小基准电阻发光管并联蜂鸣器

8、。5）控制