传感器原理图--制作

1适用于上科版八年级劳技学科《控制电路》和《慧烁单片机》教学上海闵行区梅陇中学2目录1、光敏传感器；…………………………………………32、热敏传感器；…………………………………………53、远红外传感器；………………………………………74、触碰传感器；…………………………………………95、磁敏传感器；…………………………………………106、灰度传感器；…………………………………………127、角度传感器；………………………………………….138、声音传感器；…………………………………………159*、试验实验主板1；……………………………………1810*、试验实验主板2；……………………………………26*上述《传感器》适合利用《慧烁单片机》主板制作创意机器人梅陇中学李智贞指导老师丁志康2010.63简易传感器的原理和制作1、光敏传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；（3）、工作原理；A、光敏电阻；硫化镉光敏电阻—可见光光敏电阻；受光线照射时、其内阻为几千欧姆。失去光照时、其内阻增至1MΩ以上。4B、工作原理；从上式中可知，“S”点的电平输出（高、底）随RL的阻值变化而改变。光照强；“RL”变小，“S”点的电平输出-----“变高”；光照弱；“RL”变大，“S”点的电平输出-----“变底”；C、实验数据；光照电压（对地）模似量备注阳光照射下5.000V1023室外无阳光照射4.882V999室内灯光4.575V936室内用手盖住0.044V9D、模/数转换；A/D转换特性：为了对传感器的电压转换成单片机能够识别的数据，需要将连续的电压值转换成的一定得数字，这就是模/数转换，也叫A/D转换。5V=x*5/1023X为单片机返回的度数，V为实际电压值。（4）、实物（照片）；2、热敏传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；6（3）、工作原理；A、热敏电阻（图）；负温度系数的热敏电阻；热敏电阻的阻值随温度升高而下降。正温度系数的热敏电阻；热敏电阻的阻值随温度升高而增大。B、工作原理；从上式中可知，“S”点的电平输出（高、底）随RT的阻值变化而改变。温度升高；“RT”变小，“S”点的电平输出-----“高”；温度降底；“RT”变大，“S”点的电平输出-----“底”；7C、实验数据；温度电压（对地）模似量备注常温下2.414494用手加温2.747556（4）、实物（照片）；3、远红外传感器；（1）、电路图；8（2）、印刷线路板图；（3）、工作原理；(Rx---红外线接收管接收到光线时的阻值。)C、实验数据；远红外光照电压（对地）模似量备注用手盖住0V0日光灯直射0.156V494日光灯斜射0.059V12阳光直射4.042V8279（4）、实物（照片）；4、触碰传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；10（3）、工作原理；从电图中可以知道，触碰开关不按；S点输出电压—5V；触碰开关按下；S点输出电压—0V；C、实验数据；触碰开关电压（对地）模似量备注按下0V0松开5V1023（4）、实物（照片）；5、磁敏传感器；（1）、电路图；11（2）、印刷线路板图；（3）、工作原理；（略0C、实验数据；磁敏电压（对地）模似量备注磁铁接近0V0磁铁离开5V1023（4）、实物（照片）；126、灰度传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；（3）、工作原理；当接入时，红外线发射管，向正前方的物体发射红外线光，通过物体表面反射。反射回红外线光被光电三极管接收，Q“C-E”间电阻减小，Q导通。S点为高电位，（电压上升）。如；红外线发射管向表面黑色的物体发射红外线，表面为黑色物体，反射红外线光很弱。则光电三极管接受不到红外线光。Q“C-E”间电阻很大。不工作，S点为低电位（电压很低）。13红外线传感器，具有“眼睛”功能，它对物体表面不同的色彩作出不同的反映。C、实验数据；灰度传感器（S）电压（对地）模似量备注红色4.790V980绿色4.844V991白色4.863V995黑色0.880V180（4）、实物（照片）；7、角度传感器；（1）、电路图；14（2）、印刷线路板图；（3）、工作原理；与光敏传感器相同。C、实验数据；角度传感器电压（对地）模似量备注0°0.V090°1.667V341180°3.333V682270°5V1023（4）、实物（照片）；158、声音传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；16（3）、工作原理；（略）C、实验数据；声音传感器电压（对地）模似量备注静音2.454V502用手触摸3.006V615敲击桌面4.311V8824、实物（照片）；175、*LM386电路；（供参考）LM386电路189*、试验实验主板；(以上科版八年级P66—518音乐芯片为例)(1)、准备知识；A：518音乐芯片；“518”音乐片有8个“接点”。①----接电源正极。②---接电源负极。③---音频信号输出。④---正电位。⑤---起动。⑥---电源负极。⑦---空。⑧---空。B：518音乐片加—9013进行音频放大；电路图：19C：LM393资料LM393是双电压比较器集成电路。该电路的特点如下：工作电源电压范围宽，单电源、双电源均可工作，单电源：2～36V，双电源:±1～±18V；消耗电流小，Icc=0.8mA；输入失调电压小，VIO=±2mV；ab126计算公式大全共模输入电压范围宽，Vic=0～Vcc-1.5V；输出与TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；输出可以用开路集电极连接“或”门；采用双列直插8引脚塑料封装（DIP8）和微形的双列8脚塑料封装（SOP8）新艺图库LM393内部结构图20LM393引脚功能排列表：引出端序号功能符号引出端序号功能符号1输出端1OUT15正向输入端21N+(2)2反向输入端11N-(1)6反向输入端21N-(2)3正向输入端11N+(1)7输出端2OUT24地GND8电源VCC主要参数表：参数名称符号数值单位电源电压VCC±18或36V差模输入电压VID±36V共模输入电压VI-0.3～VCCV功耗Pd570mW工作环境温度Topr0to+70℃贮存温度Tstg-65to150℃电特性（除非特别说明，VCC=5.0V，Tamb=25℃）参数名称符号测试条件最小典型最大单位输入失调电压VIOVCM=0toVCC-1.5VO(P)=1.4V,Rs=0-±1.0±5.0mV输入失调电流IIO--±5±50nA输入偏置电流Ib--65250nA共模输入电压VIC-0-VCC-1.5V静态电流ICCQRL=∞-0.61.0mA21RL=∞,Vcc=30V-0.82.5mA电压增益AVVCC=15V,RL＞15kΩ-200-V/mV灌电流lsinkVi(-)＞1V,Vi(+)=0V,Vo(p)＜1.5V616-mA输出漏电流IOLEVi(-)=0V,Vi(+)=1V,VO=5V-0.1-nA应用说明:LM393是高增益,宽频带器件,象大多数比较器一样,如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合,则很容易产生振荡.这种现象仅仅出现在当比较器改变状态时,输出电压过渡的间隙.电源加旁路滤波并不能解决这个问题,标准PC板的设计对减小输入—输出寄生电容耦合是有助的.减小输入电阻至小于10K将减小反馈信号,而且增加甚至很小的正反馈量(滞回1.0~10mV)能导致快速转换,使得不可能产生由于寄生电容引起的振荡.除非利用滞后,否则直接插入IC并在引脚上加上电阻将引起输入—输出在很短的转换周期内振荡,如果输入信号是脉冲波形,并且上升和下降时间相当快,则滞回将不需要.比较器的所有没有用的引脚必须接地.LM393偏置网络确立了其静态电流与电源电压范围2.0~30V无关.通常电源不需要加旁路电容。22差分输入电压可以大于Vcc并不损坏器件.保护部分必须能阻止输入电压向负端超过-0.3V.LM393的输出部分是集电极开路,发射极接地的NPN输出晶体管,可以用多集电极输出提供或ORing功能.输出负载电阻能衔接在可允许电源电压范围内的任何电源电压上,不受Vcc端电压值的限制.此输出能作为一个简单的对地SPS开路(当不用负载电阻没被运用),输出部分的陷电流被可能得到的驱动和器件的β值所限制.当达到极限电流(16mA)时,输出晶体管将退出而且输出电压将很快上升.输出饱和电压被输出晶体管大约60ohm的γSAT限制。当负载电流很小时,输出晶体管的低失调电压(约1.0mV)允许输出箝位在零电平。（2）、试验实验主板；A、电路图；23B：印板图；C：实物图；外接电源（4.5V）传感器信号输入比较器输入微调电源开关24D：应用实例-----光控(利用光控传感器控制---518音乐芯片)①、如下图连接；②、----安插在“H”处；③、用手指挡住照在光敏电阻上的光线，调节---直到红色发光管闪光、并使扬声器有鸟鸣声发出。实验效果；光敏电阻见光无声，光敏电阻无光照有声。④、----安插在“L”处；扬声器接入口输出信号选择输出信号选择比较器输入微调输出信号选择25⑤、光敏电阻上有光照，调节---直到红色发光管闪光、并使扬声器有鸟鸣声发出。实验效果；光敏电阻见光有声，光敏电阻无光照无声。⑥*、电路分析；利用光控传感器控制---518音乐芯片实验电路：LM393如把—JUMP的1-2连接；LM393—第一组电压变较器工作；LM393①；--电压输出。②；--信号输入（反向输入端）。③；--正向输入端（电压--通过R1电位器获得基准电压）比较器输入微调26当U信号输入＜U正向输入端时；①；--电压输出高电平，“518”工作。（要使U信号输入＜U正向输入端；光敏电阻阻值应为最大值—无光照。）如把—JUMP的3-2连接；LM393—第二组电压变较器工作；LM393⑦；--电压输出。⑤；--信号输入（反向输入端）。⑥；--正向输入端（电压--通过R1电位器获得基准电压）当U信号输入＞U正向输入端时；①；--电压输出高电平，“518”工作。（要使U信号输入＞U正向输入端；光敏电阻阻值应为最小值—有光照。）（这工作原理同样适合其它传感器）10*、实验主板2：（利用SH系列音乐片）（1）、电路图：27（2）、印刷线路板图：（3）、SH系列音乐片示意图与安装图：示意图SH系列音乐片28实验：安装电路图（4）传感器试验主板-2（利用SH系列音乐片）29编者按：本实验套件：—《简易传感器制作和应用》配合了八年级劳技学科（上科版）第二单元电子技术---电子放大电路应用、第三单元电子技术---电子控制电路应用教和学。本实验套件：元件和电路基本上选用了八年级劳技教材上介绍的元件。其中为了扩大《实验套件》兼容性，选用了上科版十一年级劳技教本中《光电小车》中的集成模块—LM393。本实验套件：为了配合市青少年活动中心电子项目----单片机教学。市青少年活动中心电子项目组选用的是---上海慧烁信息科技发展有限公司提供的单片机套件。所以实验主板上的接插件与单片机套件一至，八种传感器二者兼容。由于“518”芯片市场上无货，所以实验主板2：--采用SH系列音乐片，工作原理与实验主板1等同。在使用过程中，还望老师们多提建议并帮助指出不足之处。2010．6，