传感器课程设计

天津商业大学自动化专业2007级

传感器原理及应用课程

设计说明书

设计题目：光照强度自动检测显示系统设计

学号：

姓名：李哲

完成时间：2009年9月28日至2010年1月3日

总评成绩：

指导教师签章：

设计题目：光照强度自动检测显示系统设计

一、题目的认识理解

光照强度自动检测显示系统，该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。人们可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该系统可以发出警报通知或直接采取措施使光照强度在此范围内。人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态，做合理的光照调节。比如在黑夜时，光照很弱可以控制路灯使其开启，当光照适宜时自动关闭；在蔬菜种植大棚内，可以给该装置设定一个蔬菜最适应生长的关照范围，当光照超出范围时发出警报通知种植人员，以便种植人员做出合理的措施。

二、设计任务要求：

设计一个光照强度自动检测、显示、（报警）系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）

备注：报警功能选作。

1、方案的设计

1）根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型；

2）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；

3）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；

4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计；

5）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据

2. 选定最接近计算结果的元件规格）；

6）设计结束后，进行仿真调试。

2、仿真调试方案

1）利用Workbench或Pspice等软件仿真，得出主要信号输入输出点的

波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性；

2）给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。

3、完成课程设计报告

三、设计所需基础知识及工具

1、基础知识

电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大器、比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特性及数字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及应用、测量电路等部分知识。

2、设计工具

电子电路EDA仿真软件：Workbench或Pspice

电子线路设计软件：Protel99SE。

四、方案设计及其论证（包含课题的功能与指标分析、电路的结

构组成方框图、各部分单元电路间关系、单元电路方案设计考虑）

1、设计原理

该系统可通过光敏传感器将光照强弱信号转化为电信号通过发光二极管显示以及蜂鸣器报警从而成为光照强度自动检测显示系统。光照强度不同，光敏传感器的阻值不同。当光照强度很强时，光敏传感器的阻值很小；当光照强度弱时，光敏传感器的阻值很大；当光照强度适宜时，光敏传感器的阻值介于强光和弱光的阻值之间。因此可以通过光敏传感器将光信号变为电信号，并可以利用光照传感器受光照不同阻值不同产生的电信号不同从而显示不同的信号。