一种简单的低成本环境光传感器电路.docx

一种简单的低本钱环境光传感器电路人们越来越多地认为环境光是一种能源，可用于驱动心率监控器、浴室灯具、 远程天气传感器和其他低功耗器件。对于能量采集系统，最关键的是精确测量 环境光的能力。本设计思路将描述一种简单的低本钱电路，可以根据环境光的 强度按一定比例提供电压。所用传感器是一款光敏电阻（LDR） 由RadioShack提供的2767657型光敏 电阻一一其电阻随环境光强度而变化，如图1所示。其电阻值可从黑暗环境中 的数百万Q降低至亮光环境中的几百Qo该传感器可以检测到光线水平的大 小波动，能区分一个或两个灯泡的亮度、直射阳光、全黑或者中间水平。每种 应用都需要适当的电路和物理设置，可能还需要进行一定的校准，以满足具体 光照场合的需要。该传感器可以装在透明的防水外壳中，因此可用于各种天气 条件下的任何作业现场。图1.传感器电阻与光线强度的关系图2.用简单电路测量光线强度图2所示电路根据输入电压和光线强度产生输出电压，光敏电阻充当AD8226仪 表放大器（in-amp）的增益电阻。AD8226的传递函数为：Vour =的+ Kw-)+ Vref其中，G为电路增益，VIN+和VIN-分别为正负输入的电压，VREF为REF引脚 的电压。当负输入和REF引脚接地时，VIN+应用于正输入，增益为：Vout_ 1 + 49.4 kQ= LDR49.4 kCLDR = -77Vour 1aT假设LDR的值己知，那么可转换成光照水平。因此，在己知输入电压的情况下，任 务就变成了对仪表放大器输出进行监控。VIN+可以是交流电压、直流电压或电 源的一局部。请注意，增益精度取决于两个内部调整薄膜电阻的精度。这种电路通过将远程测量的光敏电阻值转换成电压，为环境光的测量提供了一 种极具本钱优势的解决方案。我们选择AD8226是因为它具有宽电源电压工作范 围（2.7 V至36 V）、低静态电流（不到500全电源电压范围）、轨到轨输出和功能齐全等特性。该电路可使用任何增益电阻，从几。到无穷大均可。 日益下降的本钱、不断提升的性能使仪表放大器成为运算放大器的理想替代产 品。图3所示为这种电路的典型响应,其中用100-mVp-p. 900-Hz正弦波作为V1N+. 从图中可以看出，LDR在明亮和黑暗环境中的值为840。和飞500 Q。利用 LDR的校准，可以将这些电阻值换算成光线水平。图3.电路在明亮和黑暗环境条件下的房间中的性能