简易照度计的设计
一种低功耗便携式照度计
线通讯 模块 组 成测试 网络 , 对 多光 源 同 时进 行 亮度 监测 。
关键 词 :照度计 ;无线通 讯 ;P I C 1 8 F 6 5 2 0 中 图分类 号 :T N 9 4 9 . 6 文献标 志码 :A 文章 编号 :1 6 7 4 — 1 3 7 4 ( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 4 1 2 — 0 4
m on i t o r i ng .
Ke y wor d s:i l l umi na nc e me t e r;wi r e l e s s c o m mun i c a t i o n;PI C1 8 F6 52 0 .
0 引 言
照 度计 是光 电测 4 Au 2O1 3
一
种 低 功 耗 便 携 式 照度 计
李静秋 , 李 载 峰
( 中 国科 学 院 长 春 光 学 精 密 机 械 与 物 理 研 究 所 , 吉 林 长 春 1 3 0 0 3 3 )
摘 要 :一种针 对 多光 源协 同工作 且 照度 实 时调 节 的低 功耗便 携 式 照度计 , 以P I C 1 8 F 6 5 2 0为 控制 核心 , 集成 了无线通 讯 功 能 , 不 但 能 够 单机 完 成 照度 测 量 , 同 时也 可 以通 过 NRF 2 4 0 1无
人 机 交互 接 口、 通讯 接 口等模 块组 成 , 硬件 组 成及
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 3 - 0 5 作者简介 : 李静秋 ( 1 9 6 9 一) , 女, 汉族 , 吉林长春人 , 中 国科 学 院 长 春 光 学 精 密 机 械 与 物 理 研 究 所 高 级 实 验 师 , 主 要 从 事 电子 装 联 技
1 硬 件 设 计
太阳光紫外线照度计的设计
0 引 言
太阳光 中的紫外线对人体是有 害的. 如果人体长 时间的暴露在 紫 外线 的照射下 . 会加速皮肤老化, 患皮肤癌 的几率大大增加 . 而且还会 伤 害眼晶体和视网膜 .于是 与预 防紫外线相关 的产业开始蓬勃发展 . 这其 中包括 防紫外线的居家玻璃 、 阳镜 、 太 防晒化妆品等 。 由于对人体 皮肤 表层 造成伤害的 ( 皮肤变黑 、 伤等)主要是 波长在范围 30 灼 8— 2 0 m. 30 3 5 m 内. 8n 在 8 — 1n 能量较强 , 透臭氧层 和云层 到达地 球表 穿 面. 对于该范围 内光强 的检测 和防护应该引起足 够的重视 . 研制该 范 围内的紫外线光强度测量I 具有重要 的意义 ” .
【 bt c] s g C S2 ¥2 nl ci cm u r sh r cno ci adG 82urv l es sh i a clco, a wr A s at i 9 1X 18s g —h pt ec e ot lh 54 laie s o a t snloetn a r a r U nM i e p o e a t o r p n t o t n r e g l i hd e
科 技 信 息
0 机械 与 电 子 0
S IN E&T C O O CE C E HN L GYI F R N O MATO IN
21 0 2年
第9 期
太阳光紫外线照度计的设计
杜 英龙 冯林 平 符运 良 ( 海南 师范大 学物 理与 电子 工程 学院 海南 海 口 5 1 5 ) 7 8 1
1 系统 硬 件 设 计
1 光源设备与校准仪器的选择 . 1 大部分照射 到地球表面 的太 阳光线波长在 3 0 m 2 0 n 5 n 一 10 m之间 . 其 中紫外光组成波长主要 在 3 5m 30 m. 1n 一 8 n 属于 U A波段 。在 充分 V 考虑到设计成本 的情况下 .本设计 选择 了市售 U A无影胶 光固化 灯 V 作为实验用光源 , 主波段 3 5 m 功率 2 W。 6n , 0 图 1 主 控 系 统 与显 示 电路 样机定标后需要与标准仪器进行数据对 比以验证数据 的可靠性 . 本设计采用的校准仪器为 台产先驰 s 一 1 紫外 线照度计 . T 53 检测 波段 3 在 2 0 m一 0 n 8 n 4 0 m之 间 .校正点 为 3 5 m.检测强 度范 围 1W/m 一 1 . 信号采集 电路与 电源 电路 6n u c . 2 信号采集电路 主要是利用 G 8 2 5 4 检测光强变化 , 出电信号 , 输 然 4. m c 0 0 W/ , 0 m 检测准确度 ̄ %+ d t 取样时间 03, 4 lg , s . 符合实验要求 。 s 后通过运算放大器 T C 7 A P进行信号放大 , L 2 1C 以供 A D采集 , 细电 详 1 主控芯片与传感器 . 2 为提高设计 的性价 比. 简化硬件 电路设计 . 提高 系统 的稳定性 , 我 路如图 2所示 。 们决定采用 一款片上资源带 A D转换器 的 M U作 为主控 芯片 那么 C 对于主控 芯片的选择 . 我们主要考虑 的问题就应该放在其片上 A D资 源的转换 时间和转换分辨率上 . 分辨率直接影 响到设计 的最 终检测精 度, 而转换 时间对系统 的取样时间起 到了决定性作用 。 综合上述考虑 , 我们采用 了飞思卡 尔公 司生产 的 1 位单 片机 M 9 1X 18 6 C S 2 S 2 作为 核 心控制芯片目 其 l 位 数字量转换 时间只需要 7 s转换 分辨率与 转 . 0 1. x 换 时间均符合设计要求 选 择 的紫 外线 传 感 器 为 日本 滨 松公 司生 产 的 紫外 线 传 感 器 G 82G 82 5 4 . 5 4 的波长检测 范围为 20 m到 4 0 m.峰值敏感波 长为 6n 0n 3 0 m 光 电转 换时间 3 s各项参数 均符合我们 的设计 要求 , 7n , , 而且 只 需要非常少 的外 围电路就可以稳定工作 . 这也符合我们尽量 简化硬件 电路的设计初衷 .所以我们最终选择 了 G 82 为紫外线检测传 感 54 作
便携式光照度检测仪的设计【开题报告】
毕业设计开题报告测控技术与仪器便携式光照度检测仪的设计1选题的背景、意义近几年来, 随着我国从传统农业向优质、高产、高效的现代化农业不断迈进, 对温室光照检测的要求也越来越高, 应用领域也在迅速扩大。
光照是植物进行光合作用不可缺少的条件, 但是过强的光照却促进了水分蒸发, 严重的会灼伤叶面。
而在温室生产中, 还会经常遇到光照很弱, 需要补光的情况。
在这种情况下, 对光照进行实时自动检测, 判断什么时候光照强需要遮光, 什么时候光照弱需要补光就显得非常重要。
但是, 目前绝大多数光照检测仪虽然量程较宽, 可在使用时却需要操作人员根据具体的光照情况手动切换测量档位。
这不仅给检测带来了很多不便, 更严重的是阻碍了光照实时自动检测与控制的实现。
因此, 研制一种量程宽、精度高和智能换档的光照检测仪对提高温室监控系统的自动化水平, 提高光能的利用率, 促进植物生长, 节能增效都有重要的意义。
此外,照度与人们的生活有着密切的关系。
充足的光照,可防止人们免遭意外事故的发生。
反之,过暗的光线可引起人体疲劳的程度远远超过眼睛的本身。
因此,不适或较差的照明条件是造成事故和疲劳的主要原因之一。
现有统计资料表明,在所有职业劳动的事故中约有30%是直接或间接因光线不足所造成的。
对体育场(馆)的光照要求是非常严格的,光照过强或过暗都会影响比赛的效果。
在人们的生活、工作和娱乐中,健康用眼是反复被强调指出的一点,但在日常生活中,用眼卫生的情况却难尽人意,视力减退、下降和视疲劳引发的干眼症等症状和疾病发生率越来越高。
这一方面是因为人们健康用眼的意识不够,例如在工作和学习中,投入的研究一个问题或者阅读书写时,往往容易忘记时间,很难做到每隔一段时间即通过远眺、眼保健操等方式让眼睛暂时休息;另外一方面,人们很难仅凭经验就对光照环境是否适合用眼做出准确的判断,举例来说,世界卫生组织认可的满足阅读书写条件的光照度的阈值是250克勒斯至1250勒克斯(LUX-光照度单位),低于此照度阈值范围的下限或者高于此照度阈值范围的上限的环境均不适合阅读,而现实生活中很难有人能准确判断周围的光照环境是否符合上述标准,虽然自我感觉“能看清”,但事实上很多时候光照度是不符合要求的,而且世卫组织提出的满足阅读书写的光照度阈值范围较宽,不难想象的是,在250-1250LUX这个范围内,在300LUX的光照度下不间断用眼的时间的和在1200LUX的光照度下阅读不间断用眼的时间显然是不同的。
照度计作业指导书
照度计作业指导书
1. 简介
照度计是一种用于测量光照强度的仪器。
光照强度是指单位面积上接收到的光线能量,通常以单位面积上的光通量来表示。
照度计的使用范围广泛,包括室内照明设计、农业种植、工业生产等多个领域。
本作业指导书将介绍照度计的基本原理和使用方法,以帮助你完成与照度计相关的实验或项目。
2. 照度计的原理
照度计基于光敏元件,通常使用光电二极管或硅光电池作为感光元件。
当光照强度变化时,感光元件会产生电荷,并通过电路进行放大和测量。
根据光照强度和感光元件的特性,可以计算出实际的照度值。
3. 使用照度计的步骤
以下是使用照度计的一般步骤:
步骤1:准备工作
确保照度计清洁,并检查是否有任何损坏或异常。
将照度计放置在测量区域的中心位置,并确保没有遮挡物影响测量结果。
步骤2:测量环境
选择要测量的环境,比如室内房间或室外场地。
确保环境中的光照条件相对稳定,并关闭其他光源以避免干扰。
步骤3:校准照度计
在进行实际测量之前,通常需要校准照度计。
校准的目的是确保照度计的测量结果准确而可靠。
按照照度计的厂家指南进行校准操作。
步骤4:测量照度
打开照度计,并将其放置在测量区域中央。
等待一段时间,直到照度计稳定下来。
记录照度计显示的数值,并注意记录时刻的日期和时间。
步骤5:分析和记录结果。
照度测试方案设计
照度测试方案设计1. 简介照度测试是用来测量某个区域内的光照强度的方法。
光照强度通常以单位面积上的光能流量表示,单位为勒克斯(Lux)。
照度测试在许多领域中都有广泛的应用,包括建筑照明设计、工业生产环境、室内植物生长等。
本文档将介绍一个照度测试方案的设计。
2. 设备和材料在进行照度测试之前,我们需要准备以下设备和材料:•照度计或光度计:用于测量光照强度的仪器。
•校准光源:用于校准照度计的光源,通常是一个已知亮度的标准灯具。
•测试环境:需要测试照度的区域,如室内房间或室外场地。
•计算机或移动设备:用于记录和分析测试结果的工具。
3. 测试步骤3.1 确定测试区域首先,我们需要确定要测试的区域。
根据测试的目的和要求,选择一个代表性的位置进行测试。
如果要测试整个区域的照度分布情况,可以选择多个位置进行测试,然后取平均值。
3.2 校准照度计在进行实际测试之前,我们需要先校准照度计。
将照度计放置在已知亮度的校准光源下,确保照度计的读数与已知亮度相匹配。
如果照度计提供了校准功能,可以按照设备说明进行校准操作。
3.3 进行照度测试在测试区域内放置照度计,确保其正面朝向所需测量的光源。
打开照度计并记录光照强度的读数。
测试时,应尽量避免遮挡光线,以确保读数的准确性。
3.4 多点测试和平均值计算如果需要对整个区域的照度进行评估,可以在不同位置进行多次测试。
在每个位置上记录照度计的读数,并计算这些读数的平均值。
这样可以更准确地了解整个区域的光照情况。
3.5 数据记录和分析将测试得到的数据记录在计算机或移动设备上,便于后续分析和比较。
可以使用电子表格软件或统计分析工具来计算平均值、标准差和其他统计参数,以及绘制光照强度的分布图。
根据需要,可以进行更深入的数据分析和解释。
4. 结论通过以上测试步骤,我们可以确定测试区域内的照度强度分布情况。
根据测试结果,我们可以对照明设计、工作环境等进行评估和改善。
需要注意的是,不同的测试环境和方法可能会对测试结果产生影响,因此在设计具体的照度测试方案时需要考虑实际需求和条件。
简易照度计设计报告1
简易照度计设计报告设计人班级:学号:院系:指导老师:简易照度计设计报告引言:光照度是农作物生长的重要参数之一,在设施农业中光照度的检测越来越得到科技工作者的重视。
目前设施农业温室大棚环境控制用的光照度检测电路中,所使用的敏感元件大多为硅光电池。
而本次的设计将采用光敏电阻,它有许多优点,其内部的光电效应和电极无关,即可以使用直流电源,灵敏度和半导体材料以及入射光的波长有关,环氧树脂胶封装、可靠性好、体积小、灵敏度高、反应速度快、光谱特性好,为此采用光敏电阻设计出一种简单实用的光照度检测电路。
一、设计目的1、了解光敏电阻的基本性质,测出相关数据绘制它的光照特性曲线。
2、利用所学知识及查找资料设计简易的照度计3、提高自身动手和思考能力4、学习了解设计性实验的基本方法。
二、光照检测电路(一)主要器件介绍1、光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。
在半导体光敏材料两端装上电极引线,将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻,为了增加灵敏度,两电极常做成梳状。
入射光消失后,由光子激发产生的电子—空穴对将复合,光敏电阻的阻值也就恢复原值。
在光敏电阻两端的金属电极加上电压,其中便有电流通过,受到一定波长的光线照射时,电流就会随光强的增大而变大,从而实现光电转换。
光敏电阻没有极性,纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可加交流电压。
2、场效应管工作原理用一句话说,就是“漏极-源极间流经沟道的ID,用以栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压控制ID”。
更正确地说,ID流经通路的宽度,即沟道截面积,它是由pn结反偏的变化,产生耗尽层扩展变化控制的缘故。
在VGS=0的非饱和区域,表示的过渡层的扩展因为不很大,根据漏极-源极间所加VDS的电场,源极区域的某些电子被漏极拉去,即从漏极向源极有电流ID流动。
从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型,ID饱和。
将这种状态称为夹断,这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡。
在过渡层由于没有电子、空穴的自由移动,在理想状态下几乎具有绝缘特性,通常电流也难流动。
基于光敏电阻的简易照度计的设计与实现
t h e ma r k e t c a n h a r d l y b e a p p l i e d t O ma n y o c c a s i o n s .I n t h i s p a p e r t wo c h e a p p h o t o s e n s i t i v e r e s i s t a n c e s a r e u s e d f o r c o l l e c t i n g l i g h t s o u r c e a t t h e s a me p o i n t ,a n d t h e o u t p u t a f t e r a mp l i f i c a t i o n o f AD6 2 3 i s a c q u i r e d b y M CU. B y c o mp a r i n g me a s u r e d v a l u e s wi t h t h e a c t u a l ,t h e s y s t e m h a s a g o o d l i n e a r i t y a n d a c c u r a c y ,a n d c a n a c h i e v e l o w c o s t a n d
基 于光 敏 电 阻的简 易 照度 计 的设 计 与 实现
翁健衍 刘 卫玲 常晓 明
基于光敏电阻的简易照度计[实用新型专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201620642092.8(22)申请日 2016.06.24(73)专利权人 翁健衎地址 030024 山西省太原市迎泽西大街79号专利权人 刘卫玲 常晓明(72)发明人 翁健衎 刘卫玲 常晓明 (74)专利代理机构 太原科卫专利事务所(普通合伙) 14100代理人 朱源(51)Int.Cl.G01J 1/44(2006.01)(54)实用新型名称基于光敏电阻的简易照度计(57)摘要本实用新型涉及测量光度、亮度的仪器仪表,具体为基于光敏电阻的简易照度计,包括光敏电阻信号放大电路、模数转换器ADC、微处理器和显示器;第一光敏电阻R p1、电阻R和第二光敏电阻R p2依次串联且连接在直流电源和地之间,仪表放大器的正输入端和负输入端分别连接在电阻R的两端,参考电压端V REF 通过第一电阻R1和直流电源连接,还通过第二电阻R2接地,仪表放大器的输出端和模数转换器ADC的输入端连接,模数转换器ADC的输出端和微处理器连接,微处理器的输出端和显示器连接。
本实用新型提供了一种基于光敏电阻的简易照度计,在使测量结果具有较好准确度的同时,大大减小电路构成的复杂度,做到低成本小体积,方便后续的维护使用。
权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 205719249 U 2016.11.23C N 205719249U1.基于光敏电阻的简易照度计,其特征在于包括光敏电阻信号放大电路、模数转换器ADC、微处理器和显示器;光敏电阻信号放大电路包括第一光敏电阻R p1、电阻R、第二光敏电阻R p2和仪表放大器,第一光敏电阻R p1、电阻R和第二光敏电阻R p2依次串联且连接在直流电源和地之间,仪表放大器的正输入端和负输入端分别连接在电阻R的两端,仪表放大器的电源端和直流电源连接,参考电压端V REF 通过第一电阻R1和直流电源连接,还通过第二电阻R2接地,仪表放大器的输出端和模数转换器ADC的输入端连接,模数转换器ADC的输出端和微处理器连接,微处理器的输出端和显示器连接。
基于单片机的照度计设计
基于单片机的照度计设计随着科技的发展,生活方式的改变,夜晚人们的需求也越来越多。
为了满足人们的生活需求,能够制造更实用的设备,因此单片机的应用越来越广泛。
本文将介绍一款基于单片机的照度计的设计。
一、照度计的概念照度指的是单位面积内,单位时间内从某一个方向或某一场景中射入光线的总量,单位为勒克斯(Lx)。
照度计就是用来测量照度的一种装置。
它可以用来测量家庭或商业环境中电灯或自然窗户提供的光线以及照明质量。
二、照度计的功能照度计最主要的功能就是用来反映光照强度的大小。
通过测量光照的大小,可以了解环境的亮度程度,以便采取相应的措施。
比如在办公环境中,可以根据照度值来调整灯光使人们更舒适的工作环境;在绿植的种植环境中,也可以控制灌溉和施肥时间等来适应照度值的变化。
三、基于单片机的照度计的设计1、系统硬件该照度计的设计基于单片机AT89S52,其具体硬件系统组成主要有:(1)传感器模块:用来测量照明度的模块,有光敏电阻模块等。
(2)LCD模块:用于在LCD中显示光照强度值。
(3)键盘模块:用于LCD屏幕上的菜单选择。
(4)电源:采用直流电源,来为系统提供稳定的电源。
2、系统软件该照度计的设计包括自主智能调节自己称为智能光控系统。
系统的软件设计主要分为以下几个步骤:(1)初始化:完成各个组件的初始化。
(2)采样:采集传感器中的信号,并且将其输出到LCD屏幕上,使用户可以看到实时的光照值。
(3)自动调节:如果光照值达不到设定值的要求,则自动控制灯光进行调整。
(4)变量存储:将关键的数据存储在非易失内存中,以便在下次开机时从这些数据开始运行。
四、总结基于单片机的照度计是一款实用的设备,它可以帮助我们更好地应对环境或人体的要求。
因此,随着市场需求的增长,照度计的应用也将越来越广泛。
办公室照度计算书
办公室照度计算书一、引言办公室照度计算书是为了评估办公室内照明系统的照度水平是否符合相关标准要求而编制的文档。
本文将详细介绍办公室照度计算的方法、所需数据以及计算结果的分析和评价。
二、计算方法办公室照度计算可以采用点法或者面法进行。
点法是通过在办公室内不同位置设置测量点,测量点的照度值代表该位置的照度水平。
面法是将整个办公室空间划分为小区域,通过测量每一个小区域的平均照度值来评估整个办公室的照度水平。
三、所需数据1. 办公室布局图:包括办公桌、椅子、隔断墙等家具和设备的位置布局图。
2. 灯具类型和位置:记录办公室内所使用的灯具类型和其安装位置。
3. 光源参数:包括灯具的功率、光通量以及光源的发光角度等参数。
4. 环境反射率:记录办公室内墙壁、天花板和地板等表面的反射率。
四、计算步骤1. 根据办公室布局图和灯具位置确定测量点或者小区域。
2. 根据光源参数计算每一个测量点或者小区域的照度值。
3. 根据环境反射率计算每一个测量点或者小区域的反射光照度。
4. 将直射光照度和反射光照度相加得到总照度值。
5. 比较计算得到的照度值与相关标准要求进行评估。
五、计算结果分析和评价根据计算得到的照度值,我们可以对办公室的照明系统进行评估。
如果计算得到的照度值高于相关标准要求,说明办公室的照明系统具有足够的亮度,可以提供良好的工作环境。
如果计算得到的照度值低于标准要求,说明办公室的照明系统存在亮度不足的问题,需要进行调整或者改进。
六、改进建议根据照度计算结果,我们可以提出一些改进建议,以提高办公室的照度水平:1. 调整灯具位置:根据照度计算结果,可以调整灯具的位置,使其更好地覆盖办公室内的工作区域。
2. 更换灯具类型:如果计算得到的照度值低于标准要求,可以考虑更换灯具类型,选择更亮的灯具来提高照度水平。
3. 增加光源数量:根据照度计算结果,如果办公室内照度不足,可以考虑增加光源的数量,以提高整体照璀璨度。
七、总结办公室照度计算书是评估办公室照明系统照度水平的重要工具。
照度计设计报告
惠州学院HUIZHOU UNIVERSITY电子测量课程设计中文题目:_________________________________________英文题目:姓名__________________学号__________________专业班级__________________指导教师__________________提交日期__________________教务处制简易便携照度计的设计摘要在现实运用中,照度的测量是很常见的。
本文设计了一种成本低、易携的数显照度计。
本系统是以单片机ATMEGA16为核心部件的测量系统,它包括信号采集、信号放大、A/D转换、LED显示、键盘等部分。
首先,本文选用了光谱响应范围宽,响应时间短,光电转换效率高、PN结面积大的的硅光电池作为照度计的光电转换的探头,并把它做成一个单独的光探头,并加了以劝滤光器和余弦修正器,与机身分离,更加适应余弦定律,提高了测量的精度和范围。
其次,本文重点做了以下工作:(1)光电转换前置放大电路的设计:为了提高照度计的测量准确度,确保光电间的线性关系,本设计把运算放大器接成电流电压变换器的形式,一方面可得到零负载效应;另一方面,短路电流通过反馈电阻变成电压量,实际效果相当于流过一个负载电阻形成的压降。
(2)A/D转换电路的设计:由于可见光照射硅光电池时产生的光电流范围太大,使用了10位A/D转换的精度。
(3)显示电路的设计:本系统选用led数码管显示模块,降低了成本。
通过实验测试,本系统设计合理,其测量范围、分辨率、光谱响应误差基本上达到了设计的要求。
关键词:硅光电池;A/D转换;单片机照度计的工作原理2.1光度学中的基本量在光辐射测量中,与能量有关的量有两类:一是物理的,即客观的,叫做辐射度学量,简称为辐射量;另一类是生理的,即主观的,叫做光度学量,简称光度量。
前者表示某辐射源客观上发射出的辐射能的大小,后者表示人的视觉系统主观上感受到的那部分辐射能的强度。
简易光照度计的设计
简易照度计设计1实验任务1.1实验目的1,了解光敏二极管的基本特性。
2,设计和制作简易照度计。
1.2 实验要求1,根据参考电路,分析照度计的基本工作原理。
2,测量光敏二极管的基本资料。
3,根据光敏二极管的基本特性,设计和制作1000LUX的简易照度计。
1.3 实验所需器材电阻,电位器,运算放大器,正负12V电源,负9V电源,51单片机,数码管,高压汞灯,连接线照度计设计模板(电路板),光敏二极管(日光型,响应波长在5000埃到6000埃),万用表。
1.4 设计内容1,根据电路图制作照度计实验模板。
2,调节照度计旋钮使光敏二极管处的照度为100LUX,并保持该照度不变,然后将光敏二极管接入IC1的输入端,并将K置于1的位置使光敏二极管处于0偏压的状态,测量该照度下光敏二极管的光电流。
3,测量不同照度下(200,300,400,500,600 700,800LUX)光敏二极管的光电流,并做出照度—电流曲线。
4,将K置于2,3的位置给光敏二极管的正极加上一个负偏压并测量出该电压的大小,重复2,3步的内容,做出照度计—电流曲线,并比较。
5,根据不同照度计下的输出电压设计制作简易照度计。
2设计原理2.1 基本理论硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器件,它实质上是一个大面积的半导体PN结,其工作原理是光生伏特效应。
当光照射在硅光电池的PN结区时,会在半导体中激发出光生电子-空穴对。
PN结两边的光生电子-空穴对在内电场作用下,多数载流子的不能穿越阻挡层,而少数载流子却能穿越阻挡层,结果,P区的光生电子进入N区,N区的光生空穴进入P区,使每个区中的光生电子-空穴对分割开来。
光生电子在N区的集结使N区带负电,光生电子在P区的集结使P区带正电。
P区和N区之间产生光生电动势。
当硅光电池接入负载后,光电流从P区经负载流至NE,负载中就会有功率输出。
利用AT89C51芯片实现控制电路,用ADC0809模数转换器实现模拟信号和数字信号的转换。
自制简易照度表
自制简易照度表为了保护中小学生的视力和提高教学效果,国家教委规定了学校各种场所的照度标准。
如教室、实验室的课桌面为150勒克司,美术室,阅览室的桌面为200勒克司等。
但一般学校没有照度表,因此无法检查以上场所的采光否符合要求。
所以,自制一简易照度表,是很有必要的。
本文介绍的简易照度表,制作简单,成本低廉(约几元钱),完全能满足以上场所的测光需要。
简易照度表的原理如图1所示。
将太阳能电池接在运放的反相输入端,运放的同相输入端接地。
这时,运放的输出电压与太阳能电池受的光线照度成线性关系:F F I R V =0,其中,)(10007A LSI F μ=。
S为太阳能电池的受光面积,L 为照度,在R F 一定时,利用一直流电压表,接在V 0端,由V 0就可推算出照度L 。
具体制作原理如图2。
K 1K 2为一自锁互锁开关。
光电池型号为SPD —570,其受面积S=35平方毫米。
当K 1闭合,如光电池受到122勒克司的光照时,则V 0=3伏。
当K 2闭合,光电池受到1220勒克司的光照时,V 0=3伏。
为了便于制作,附表给出了使用SPD—570型号的光电池时,输出电压与对应照度的数值。
实际制作时,可以直接将它刻在直流电压表时。
(如果使用的太阳能电池受光面积不同,输出的电压与此同时照度表对应的数值与附表不同,请按照前面介绍的公式计算)。
由于该装置体积小,可以将它直接放入电压表内,也可以装在一塑料小盒中。
电源用9伏迭层电池。
光电池单独装在一玻璃盒中,如图3所示。
使用时,选择好量程,将电池盒子放在待测光处,就可由表上直接读出该处的照度。
附表:。
简易数字照度计-2)
西安邮电大学生产实习报告书系部名称:电子工程学院学生姓名: xxx(33333)专业名称:电子科学与技术班级: 3333时间:2013年3月11日至2013年3月22日简易数字照度计一.设计目的1.利用硅光电池将接收到的光信号转换成电信号。
2.利用A/D转换器ICL7107将输入的模拟电压信号转化成数字信号。
3.通过LED共阳极数码管将该输出值直接显示,由此构成数字照度计。
二.设计思路照度是受光照平面上接受的光通量的面密度。
数字照度计是用于测量被照面上的光照度的仪器,是光学测量中用得最多的仪器之一。
本设计的照度计由光度头和读数显示器两部分。
1.光度头的设计光度头又称光探头,主要是接受光信号,然后通过硅光电池把它转化成电信号,再通过分压电路转化成A/D转化器可接受的信号。
光度头由硅光电池、电阻和滑动变阻器组成,如图l所示。
R1反馈电阻,R为可调电阻,LF411为运算放大器。
可调电阻R。
外接数字电压表:图12.显示器的设计显示器把模拟信号转化成数字信号,并通过数码管显示出相应的照度值。
主要由A/D转化器7107,共阳极数码管构成。
如图。
其中:C3和R。
构成输入端阻容滤波电路,R。
和R,,构成分压电路,R。
和cs分别是积分电阻和积分电容,C2和G分别为基准电容和自动调零电容,分别为振荡电阻和电容。
(需要改)三.器件清单名称型号数量(个)硅光电池 1A/D芯片ICL7107 1运放LF411CN 1电阻24kΩ 1 120kΩ 1 330Ω 1 1MΩ 1 470KΩ 1可变电阻器500KΩ 1 100KΩ 1 200KΩ 1电容100PF 1CBB电容0.01uF 10.1 Uf 11 uF 1 0.047 uF 1 0.22 uF 1共阳极的数码管 4四.设计原理该数字照度计利用硅光电池将接收到的光信号转换成电信号,通过7/2双积分型A/D转换器ICL7107,对输入的模拟电压、参考电压分别进行两次积分,将输入电压平均值变成与之成正比的时间间隔,然后再利用脉冲时间间隔,进而得出相应的数字型输出,最后由数码管将该输出直接显示。
光照度检测仪的设计
【doc】光照度检测仪的设计光照度检测仪的设计2o12年3月繁3期虐子茼ELECTRONICTESTMar.2o'2No.3光照度检测仪的设计?王莹莹,徐玉珍,洪耀,叶国文(丽水学院工学院,浙江丽水323000)摘要:在公路隧道交通中,照度的测量和控制是很常见的.基于此设计一种具有自动量程转换功能,测量精度高,成本低的工控型数显照度计.本设计是以单片机ATMEGA8为核心部件的测量系统,硬件部分主要由信号采集,信号放大,A/D转换,数码显示和Rs485通讯接IZI几部分.整个系统软件部分主要有:传感器数据采集模块,光亮度检测模块,通讯接IZI模块,光亮度显示模块.通过实验测试,本系统设计合理,其测量范围,分辨率,光谱响应误差基本上达到了设计的要求.关键词:光照度;变送器;单片机;通讯中图分类号:TP393文献标识码:BLightdetectordesignandfabricationWangYingying,XuYuzhen,HongYao,YeGuowen (LishuiUniversityInstituteOfTechnology,LishuiZhejiang323000,China) Abstract:Inthehighwaytunneltraffic,theilluminationofthemeasurementan dcontrolisverycommon.Basedonthisdesignanautomaticrangeconve~ion,highaccuracy,lowerCOStindustrial —typedigitallightmeter.ThedesignisbasedonthecorecomponentsofthemicrocontrollerATMEGA8measurementsystem ,mainlybythesignalacquisitionhardware,signalamplification,A/Dconversion,digitaldisplayandRS485com municationinterfaceparts.Partofthesystemsoftwareare:sensordataacquisitionmodule,thelightintensitydetec tionmodule,communicationinterfacemodule,displaymodulebrightness.Throughexperimentaltests,thesystemdes ignisreasonable,andthemeasurementrange,resolution,spectralresponseerrorbasicallymeetthedesignrequirem ents.Keywords:illumination;transmitter;singlechipmicrocomputer;communication ?基金项目:浙江省新苗人才资助项目(2011R429017o2o12.30引言光是人类眼睛可以看见的—种电磁波,是生物生长和发育的必要条件之?,它对于世间万物有着不可或缺的影响.光照度与我们的生活息息相关,光照度的大小对我们的工作和生产都有很大的影响,如隧道,广场,场馆,工业现场,野外,水下(包括海底)等场所全天候的光度(照度或亮度)等地的照度不足,连续工作会引起视觉疲劳,大大降低工作效率,所以有必要对以上场所利用光照检测仪进行光照度测量控制.光照度检测仪是基于光探测器的照度测量仪表,是光强测量中用得最多的仪器之一,广泛应用于商业和工厂的照度测量.光照度检测仪也是照明设计和节约能源最基本的测量仪器.随着国民经济发展,特别是近年来工农业发展迅速,正在大量地使用各类光度仪器特别是光照度计,用来测量环境的照明情况.光照度检测仪是—种简易便携式的测量光强度的仪器,能快速准确地将所测量光的强度以数据的形式显示出来.系统设计及工作原理光照度检测仪原理框图如图1所示.圈1光照度检测仪原理框图此设计系统主要包括3个部分:光照度变送器,光照度检测板,光照度显示器.具体是以光亮度采样芯片将当前的,通过两线制接口传送给单片机,单片机将采样芯片送来的数据进行补偿算法获得精确实际采样值."光照度变送器"将采集到的外界自然光转换为相应的直流电压信号."光照度检测板"采集'光照度变送器"输出的电压信号并转换为数字信号."亮度显示器"定时去读取"光照度检测板"的转换数据,做平均值计算得出光亮度值并在显示面板上显示照度数值."光照度检测板"和"亮度显示器"之间采用RS485通讯方式来实现数据传递."亮度显示器"有两个信号接口分别为: "D~AC数模输出接口"接到LED灯调光器的信号输入端 (LED调光器接收DC0—5V的直流电压信号). 2硬件电路设计本系统采用ATMEGA8单片机作为控制核心,控制系统主要包括RS485接口及变送器通讯,光照度监测板, A/D转换器,光照度显示器.系统硬件设计如图2所示.图2系统硬件设计图本设计采用了Atmel公司的单片机Atmega8作为控制核心.Atrnlega8是基于增强的AVRsc结构的低功耗8 位CMOS微控制器.由于其指令集以及单时钟周期指令执行时间,A_锄_ega8的数据吞吐率高达lMI】,MHz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾.CPU的31,3O脚为串行通讯口,28脚接RS485的收发控制端.本系统要保证下位机的数据高速,及时,准确地传送至单片机,RS485接口能更好满足本类系统的要求. CPU的23脚为ADC采样输入端实时采样光亮度传感器信号接收调理电路.本系统使用的传感器是JCJ100P照度变送器. JCJ100P照度变送器以标准模拟电压或电流变送器输出,标准RS一232或485通信接口,并可直接配接计算机. 其技术参数:工作电压1.12VDC~10%2.24VDC~10%照度传感器硅蓝光伏探测器测量范围1.02000Lux(中低照度)2.0,20,000Lux(中高照度)3.0—200,000Lux(强光源)准确度?7%输出信号0—5VDC4—20mA(两线制),其通讯协议采用标准MODBUS通讯协议,在使用组态软件时,须选用的设备为MODICON(莫迪康)的 2o12.3 PLC,MODBUS—RTU设备.此系统采用USART通用同步和异步串行接收器和转发器,它是一个高度灵活的串行通讯设备.显示电路的设计:本系统选用普通数码管显示模块, 用来显示此时光照度数值.3系统软件的设计该光照度系统的软件设计采用了结构化和模块化的设计方法,便于功能扩展,软件设计采用C语言编写.主要有以下八.个模块:传感器数据采集模块,光亮度检测模块,通讯接口模块,光亮度显示模块.此系统程序首先是对单片机系统的初始化,启动 ADC转换功能,取多次采样值的平均值为实际采样数据, 并转化为与亮度变送器对应的十六进制亮度单位数值,然后以光亮度采样芯片将当前的光照度数据转换成二进制值通过两线制接口传送给单片机,单片机将采样芯片送来的数据进行补偿算法获得精确实际采样值."光照度变送器" 通过其内部传感器转换将采集到的外界自然光转换为相应的直流电压信号."光照度检测板"采集"光照度变送器" 输出的电压信号并转换为数字信号."亮度显示器"定时去读取"光照度检测板"的转换数据,做平均值计算得出光亮度值并在显示面板上显示照度数值.系统软件主框图如图3所示.N匝——豳图3系统软件主框图4现场测试结果本设计的光照度检测仪测量范围在0Lux-9999Lux, 精确度为1Lux,测量误差为:t:5Lux.在相同的照明条斗-下' 本光照度检测仪和标准照度计(TES一1332A照度测量范围在0Lux~2000Lux,分辨率0.1Lux)的测量值比较, 见表l.根据数据比较得出光照检测仪的误差在:1:5Lux 以内,设计合格.表1标准照度计和光照检测仪的测量值比较5结论本文设计的光照度计测量仪,具有自动量程转换功能,测量精度高,成本低等优点,经测试,该仪器各指标均达到设计要求,是一款性价比较高的光照度检测仪. 参考文献[1】朱小清,詹云翔.光度测量技术及仪器【M】.北京:中国计量出版社,2007:16—18.【2】李行善,左毅,孙杰,等动测试系统集成技术【M】.北京:电子工业出版社,2004:8-9.【3】叶国文.基于单片机的温湿度变送器的设计【J】.微计算机信息,2008,24(23):126—128.[4】白泽生'白宗文.一种简易光照度检测电路的设计[J】.现代电子技术,2006(11):91—92.【5】王莘之.单片机应用系统抗干扰技术【M】.北京:北京航空航天大学出版社,2000:10—13.[6]6刘彬,张秋掸.光电检测前置放大电路的设计[J].燕山大学,2003,27(3):193—196.[7】曹国华,高艺.高速嵌入式单片机与接口技术[M】.北京: 国防工业出版社,2005:9—24.[8】钟波,丁永刚.基于ATMEGA8的温湿度系统的设计[J】. 电子测试,2009(3):43—46.作者简介:王莹莹.本科在读.主要研究方向为传感器智能仪器等.叶国文.高级工程师.硕士.主要研究方向为传感器,信号处理与分析等.E-mail:yeguowen2@126.corn _。
DT-1301袖珍型光度计照度计
DT-1301 袖珍型光度计/照度计
一、产品系列:
DT-1301光度计/照度计具有1999位数字液晶显示屏、可选择单位Lux/Fc、最大值保持、数据保持功能。
小巧表型及人性化设计,不操作15分钟以后自动关机。
可用于商场、办公室、家庭等场所。
二、特点:
1、袖珍外形,轻便设计,简易使用
2、3-1/2数字式液晶显示屏
3、可选单位Lux或Fc,(1Fc=10.76Lux)
4、0~50000 Lux/Fc,四个量程
5、分辨率为0.1 Lux/Fc
6、最大值保持和数据保持
7、自动关机
8、低电提示
三、技术指标:
光照度测量范围 200, 2000, 20000, 50000Lux/fc (注:20000Lux/fc为屏幕读数乘以10;50000Lux/fc为屏幕读数乘以100)
精度5%±10d (<10,000Lux/fc时) 10%±10d (>10,000Lux/fc时)
显示 1999位数字液晶显示屏超量程显示“1”
测量频率每秒1.5次
自动关机不操作约15分钟后
可重复性±2%
温度特征±0.1%/℃
光度探头带过滤器的硅光度二极管贮存温湿度 -10℃~60℃;<80%RH
尺寸 188x64x24.5 mm
重量 160 g
四、配件:
使用说明书×1
保修卡×1
12V电池×1
光照度探头×1
软皮包×1包装彩盒×1。
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~本科毕业设计(论文)( 2015 届)题目:简易照度计的设计专业:电子信息工程<班级:电工本一姓名:学号:指导教师:职称:副教授完成日期: 2015年4月20日摘要在科技技术极速发展的现在,自然界所存在的一些物理特性,我们总能找到测量他们的方法,如温度、湿度、力度、速度或者声音甚至是光亮度,曾经的我们只能用手、耳朵、鼻子或者是眼睛这些器官去感受,去观察,去研究他们的规律以及生活中的功能,但这些方法总是笼统的,而现在,通过对应的传感器,我们就能将这些物理特性具体化,数据化,信息化,为我们的研究带来科学化的指导。
就如照度计的诞生,就能把看得到却摸不到的光数据化,让我们不再是用某个形容词去概括光的亮度,而是用数据更加形象化的体现。
本设计采用光敏电阻作为光传感元件,依据光敏电阻特性:其阻值随着光照强度的变化而变化(入射光强度增大,电阻减小;入射光强度减小,电阻增大),结合光敏电阻的光照特性,简易的完成对光的大小测量。
本设计电路结构简单,成本低,操作简单,能够简单的对光强度进行测量。
关键词:传感器;光敏电阻;光强度;AbstractSpeed evelopment of technology in science now , some of the physical characteristics that exist in nature , we can always find their way to measure , such as temperature , humidity , intensity , speed or sound even brightness, once we can only hands , ears, nose or eyes, these organs to feel, to observe, to study law and their life functions , but these methods are always vague , And now , through the corresponding sensor , we will be able to these specific physical characteristics , data , information , guidance for us to bring scientific research . As the birth of illuminance meter , will be able to see but not touch -based optical data , so we are no longer an adjective used to summarize the brightness of light , but with the data more figurative expression.The design uses a photosensitive resistance as the light sensor , based on a photosensitive resistance characteristics : its resistance with changes in light intensity changes ( incident light intensity increases, the resistance decreases ; the incident light intensity decreases, the resistance increases ) , combined photoresistor illumination characteristics , light and easy to complete sizing . The design of the circuit structure is simple, low cost , simple operation, the light intensity can be easily measured.Key words:corresponding sensor ;photoresistor;light intensity;目录1 绪论.................................................. 错误!未定义书签。
前言............................................... 错误!未定义书签。
照度计研究的意义及应用............................. 错误!未定义书签。
任务目标........................................... 错误!未定义书签。
设计的主要工作..................................... 错误!未定义书签。
本文的主要内容..................................... 错误!未定义书签。
2 简易照度计的硬件设计.................................. 错误!未定义书签。
中央处理器STC89C52 ................................. 错误!未定义书签。
光线采集模块....................................... 错误!未定义书签。
光敏电阻........................................... 错误!未定义书签。
模数转换器ADC0832芯片............................. 错误!未定义书签。
显示模块........................................... 错误!未定义书签。
3 简易照度计的软件设计.................................. 错误!未定义书签。
主程序的设计....................................... 错误!未定义书签。
子程序设计......................................... 错误!未定义书签。
ADC0832芯片子程序.................................. 错误!未定义书签。
数据显示处理子程序................................. 错误!未定义书签。
4 硬件检查、仿真调试、结果分析.......................... 错误!未定义书签。
软件调试........................................... 错误!未定义书签。
硬件检查........................................... 错误!未定义书签。
结果分析........................................... 错误!未定义书签。
“查表法”......................................... 错误!未定义书签。
线性拟合法......................................... 错误!未定义书签。
非线性分段拟合..................................... 错误!未定义书签。
5 结论................................................. 错误!未定义书签。
致谢................................................ 错误!未定义书签。
参考文献............................................ 错误!未定义书签。
附录Ⅰ原理图........................................ 错误!未定义书签。
附录Ⅱ元件清单...................................... 错误!未定义书签。
附录Ⅲ程序......................................... 错误!未定义书签。
1 绪论前言光存在于宇宙的各个角落,与人们的日常生活息息相关。
从古至今,光就存在于那里,看得见,而却摸不着,感觉得到,但却触摸不到。
曾经的我们只能用眼睛去看,感受这它亮暗的的变化,从暗淡到刺眼,我们只能用生活中的感觉来体会它的大小,直到现在我们对它才有了数据化的研究,这代表着我们现在科学技术的进步,时代的进步。
照度计研究的意义及应用古往今来,人们日出而作,日落而息,光照无不时刻影响着人们的生活。
充足的光照,可以为人们照亮周边的实物,为人们指引正确的道路,避免着危险的发生,为人们带来足够的视野,保护着人们远离危险。
而过暗的光照,则会引起人们眼睛的疲劳,导致事故的诞生,各种危害的降临。
因此,在一个合适的光强度下工作或者学习,则成为了人们生活必不可少的要求。
在人们的日常生活中,为了保护人们身体的健康,很多室内的公共场所都有对亮度的要求,学校教室、医院病房、工厂办公室等等,国家制定着一系列对这些地方的光强度要求。
室内光强度指标俨然已经成为了建筑设计时必不可少的一项考虑因素。
除了公共场所意外,光强度还能被用于摄影的需求,舞台的布置,好的摄影艺术就是光与影的结合。
既然光照的大小都有了规定,测量光照的工具如照度计也就成了不可缺少的一样东西。
指标伴随着好坏,因此,对于照度计来说,此项技术不可能停滞不前,更准确的读数,更方便的操作必定成为它开发研究的重点。
总而言之,好的照度计为我们带来更精确的数据,也为人们生活提供更优质的保障,给人们的身体健康带来更好的服务。
因此,对于照度计的研究,有着极其重要的意义。
任务目标针对日常对工作现场光照度测量的要求,设计制作一个能够测量现场光照度的装置。
本系统主要是利用光敏电阻的光敏特性,通过模电转换采集对应的数据,结合单片机的数据处理,最终在数码管上显示对应光照强度的数值。
设计的主要工作本系统主要是通过单片机的控制光敏电阻读取来达到测量光照强度的目的,为了实现这个功能做出以下设计:(1)了解光敏电阻对于光照的变化,并依此选择可以利用的范围,要求测量范围是10Lux~1000Lux。
(2)根据所要求的测量范围设计正确的显示系统,达到显示功能,要求三位半显示,先是最大读书1999。