光电传感器的图
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光电二极管与光电传感器的特性与原理作者:武汉搏盛科技-陈帅联系电话:159********QQ:1371029437①光电传感器介绍光电传感器(光电开关)是一种小型电子设备,它可以检测出其接收到的光强的变化,通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。
在一般情况下,光电传感器由三部分构成:发送器、接收器和检测电路。
其结构如图1所示:图1光电传感器结构示意图发送器对准目标发射光束,发射的光束一般来源于半导体光源,发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。
接收器包括光电二极管、光电三极管、光电池等。
在接收器的前面,装有光学元件如透镜和光圈等;在其后面是检测电路,它能滤出有效信号并应用该信号。
②光电传感器分类光电传感器通常可分为对射型和反射型两类。
(1)对射型光电传感器。
由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关,简称对射式光电开关。
它的检测距离可达几米乃至几十米。
使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧,检测物通过时阻挡光路,收光器产生响应并输出一个开关控制信号。
(2)反射型光电开关。
反射型光电开关把发光器和收光器装入同一个装置内,利用反射原理完成光电控制作用。
一种情况下,发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到,一旦光路被检测物挡住,收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号;另一种情况下,发光器发出的光并不被专门的反光板反射,但当光路上有检测物通过时,光在检测物表面反射回来并被接收器接收从而产生一个开关信号。
③光电元件光电元件是光电传感器中最重要的部件,常见的有真空光电元件和半导体光电元件两大类。
它们的工作原理都基于不同形式的光电效应:(1)在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应,基于外光电效应的光电元件有光电管,光电倍增管等。
(2)在光线作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应,基于内光电效应的光电元件有光敏电阻,光敏晶体管等。
光电传感的应用原理图1. 光电传感的概述•光电传感技术是一种利用光电效应实现光信号转化为电信号的技术。
•光电传感器是光电传感技术的核心部件,用于检测、测量、识别和控制光信号。
2. 光电传感器的工作原理光电传感器是通过光电效应将光信号转化为电信号的器件。
典型的光电传感器工作原理包括以下几种:2.1 光电二极管传感器•光电二极管传感器是最简单的光电传感器之一,由一个光敏二极管和一个放大电路组成。
•当光照射到光敏二极管上时,光能量被转化为电流,通过放大电路放大后输出为电压或电流信号。
2.2 光敏电阻传感器•光敏电阻传感器是一种基于光电效应的电阻变化的传感器。
•当光照射到光敏电阻上时,光线激发了光敏电阻中的光电导电子,使电阻值发生变化。
2.3 光电三极管传感器•光电三极管传感器是一种利用光电效应的三极管传感器。
•当光照射到光敏三极管的基区时,产生的光电流使得三极管的电流增大,从而产生相应的电压变化。
2.4 光电开关传感器•光电开关传感器是一种利用光电效应实现非接触式光电信号检测的传感器。
•当有物体遮挡光电开关中的光线时,光电开关输出一个信号,用于控制其他设备的工作状态。
3. 光电传感的应用领域光电传感技术在多个领域有广泛的应用,包括但不限于以下几个方面:3.1 工业自动化•光电传感器可以用于工业自动化中的物体检测、位置检测、计数和控制等方面,提高生产效率和质量。
3.2 机器人技术•光电传感器可以应用于机器人技术中,用于实现机器人对环境的感知、障碍物检测和位置识别等功能。
3.3 智能家居•光电传感技术可以应用于智能家居领域,用于感知光线强度、人体运动和接近等信息,实现智能控制和节能环保。
3.4 医疗设备•光电传感器可以用于医疗设备中,如血氧仪、电子血压计和健康监测设备等,用于实现生物参数的测量和监测。
3.5 安防监控•光电传感技术可以应用于安防监控系统中,用于实现物体检测、人脸识别和入侵报警等功能,提高安全性能。
1.传感器(信号采集部分)
采用光敏电阻作为信号采集器件,光敏电阻是基于光电导效应的一种光电器件,无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中的(暗电流)很小,当受到光照时,半导体材料电导率增加,,电阻减小,其阻值随光照强度而减小。
光敏电阻作为光电式传感器的一种,它具有灵敏度高,光谱响应范围宽,体积小,重量轻,机械强度高,耐冲击,耐震动,抗过载能力强和寿命长等优点,所以选择光敏电阻采集光照信号,把不同的光照强度转化为不同的电阻值。
把光敏电阻串联在直流电路中即可把不同的电阻值转化为不同的电压值。
把对光电信号的处理转化为对电压信号的处理。
2.C0804(信号处理部分)
AD0804是一只具有20引脚8位CMOS连续近似的A/D转换器,将光敏电阻采集到的电压模拟量信号转换成数字量的信号。
3.89C52(数据处理部分)
AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM)。
在本次课题中,AT89C52将AD0804转换出来的数字信号进行处理,处理完成将电压通过显示器显示出来,AT89C52和AD0804的接线图如原理图所示。
4. 晶显示(显示部分)
将电压信号通过显示器显示出来,距离的改变直接通过电压显示出来,电压的大小近似取决于距离的远近。
系统原理框图
AD0804的结构图
A/D 转换电路
R1
10k
C1
150pF
VIN+6VIN-
7
VREF/29CLK IN 4 A GND 8RD
2
WR 3
INTR 5CS
1
D GND 10DB7(MSB)
11
DB612DB513DB414DB315DB216DB117DB0(LSB)
18CLK R 19VCC 20U1
ADC0804
R2
10k
R3
1k
R4
1k
7
4
63524130210W
S S S D D E E
LCD1
LM016L
DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB8
CS RD WR 58%
RV1
1k
AT89C52的结构图
晶振电路
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31
PSEN 29RST
9
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T 2
1P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56
P1.67
P1.78
P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T 014P3.7/RD
17
P3.6/WR 16P3.5/T 115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2
AT89C52
X1
CRYSTAL
C2
33pF
C3
33pF
DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB8WR RD
cs
显示电路
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31
PSEN 29RST
9
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T2
1P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78
P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD
17
P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2
AT89C52
23456789
1RP1
RESPACK-8
RV2
1k
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LM016L
DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB8WR RD
P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7
cs
系统总电路图
R1
10k
C1
150pF
VIN+6VIN-7
VREF/29CLK IN 4 A GND 8RD 2WR 3
INTR 5CS 1 D GND 10DB7(MSB)
11
DB612DB513DB414DB315DB216DB117DB0(LSB)
18CLK R 19VCC 20U1
ADC0804
R2
10k
R3
1k
R4
1k
XTAL2
18
XTAL1
19
ALE 30EA
31
PSEN 29RST
9
P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.0/T2
1P1.1/T2EX 2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78
P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD
17
P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U2
AT89C52
23456789
1RP1
RESPACK-8
RV2
1k
D 7
14
D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E
6
R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E
3
LCD1
LM016L
X1
CRYSTAL
C2
33pF
C3
33pF
DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB8
DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7DB8WR RD
CS RD WR P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7
25%
RV1
1k
cs。