传感器原理图--制作(13页).doc
-第 1 页传感器原理图传感器原理图-制作制作-第 2 页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上海闵行区梅陇中学上海慧烁信息科技发展有限公司上海慧烁信息科技发展有限公司联合设计联合设计目目录录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；18*上述传感器适合利用慧烁单片机慧烁单片机主板制作创意机器人简易传感器的原理和制作简易传感器的原理和制作1 1、光敏传感器；、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；受光线照射时受光线照射时、其内阻为几千欧其内阻为几千欧姆。姆。失去光照时失去光照时、其内阻增至其内阻增至1M1M以以-第 3 页B、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；V=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 2、热敏传感器；、热敏传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；（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。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。；热敏电阻的阻值随温度升高而增大。B、工作原理；A/DA/D 转换特性转换特性：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。-第 4 页从上式中可知，“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”；C、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 3、远红外传感器；、远红外传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；（3）、工作原理；(RxRx-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4.042V827（4）、实物（照片）；-第 5 页4 4、触碰传感器；、触碰传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；（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 5、磁敏传感器；、磁敏传感器；（1）、电路图；（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）；6 6、灰度传感器；、灰度传感器；（1）、电路图；-第 6 页（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）。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 7、角度传感器；、角度传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；（3）、工作原理；与光敏传感器相同。-第 7 页C、实验数据；角度传感器电压（对地）模似量备注00.V0901.667V3411803.333V6822705V1023（4）、实物（照片）；8 8、声音传感器；、声音传感器；（1）、电路图；（2）、印刷线路板图；（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）；5、*LM386 电路；（供参考）LM386LM386 电路电路9*9*、试验实验主板；、试验实验主板；(以上科版八年级 P66518 音乐芯芯片为例)(1)(1)、准备知识；、准备知识；A A：518518 音乐芯片；音乐芯片；-第 8 页“518”音乐片有 8 个“接点”。-接电源正极。-接电源负极。-音频信号输出。-正电位。-起动。-电源负极。-空。-空。B B：518518 音乐片加音乐片加90139013 进行音频放大；进行音频放大；电路图：C C：LM393 资料资料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：236V，双电源:118V；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=0Vcc-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LM393LM393 内部结构图内部结构图LM393LM393 引脚功能排列表：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 2OUT2-第 9 页4地GND8电源VCC主要参数表：主要参数表：参数名称符号数值单位电源电压VCC18 或 36V差模输入电压VID36V共模输入电压VI-0.3VCCV功耗Pd570mW工作环境温度Topr0 to+70贮存温度Tstg-65 to 150电特性（除非特别说明，电特性（除非特别说明，VCC=5.0VVCC=5.0V，Tamb=25Tamb=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=0 toVCC-1.5VO(P)=1.4V,Rs=0-1.05.0mV输入失调电流IIO-550nA输入偏置电流Ib-65250nA共模输入电压VIC-0-VCC-1.5V静态电流ICCQRL=-0.61.0mARL=,Vcc=30V-0.82.5mA电压增益AVVCC=15V,RL15k-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-第 10 页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1.010mV)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 2.030V 无关.通常电源不需要加旁路电容。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 OR ing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-第 11 页60ohm 的SAT 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 2）、试验实验主板；）、试验实验主板；A、电路图；B：印板图；C C：实物图；：实物图；D D：应用实例：应用实例-光控光控(利用光控传感器控制-518 音乐芯片)1、如下图连接；、-安插在“H”处；、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。、-安插在“L”处；、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。编者按：编者按：外接电源外接电源（4.5V4.5V）传感器信号传感器信号输入输入比较器输入比较器输入微调微调扬声器扬声器接入口接入口电源开关电源开关输出信号输出信号选择选择输出信号输出信号选择选择比较器输入比较器输入微调微调输出信号输出信号选择选择比较器输入比较器输入微调微调-第 12 页本实验套件：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和电路基本上选用了八年级劳技教材上介绍的元件元件。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-上海慧烁信息科上海慧烁信息科技发展有限公司提供的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。在使用过程中，还望老师们多提建议并帮助指出在使用过程中，还望老师们多提建议并帮助指出不足之处。不足之处。201020106 6
