基于單片機的家庭智能照明系統(tǒng)(編輯修改稿)
2024-12-16 15:43 本頁面
【文章內容簡介】 基于單片機的家庭智能照明系統(tǒng) 第 4 頁 共 20 頁 AT89C52 的主要特性 1)與 MCS51 單片機產品兼容 2) 8k 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 3)1000 次擦寫周期 4)全靜態(tài)操作： 0HZ~24HZ 5)三級程序存儲器鎖定 6)32 個可編程 I/O 口線 7)三個 16 位定時器 /計數器 8)五個中斷 器 9)可編程串行通道 10)低功耗空閑和掉電模式 11)看門狗定時器 AT89C52 的引腳結構 圖 22 AT89C52 引腳圖 光照強度檢測電路 光照強度 檢測電路的設計是為了檢測室內光強，并根據光的強度決定是開兩盞燈、一盞燈還是不開燈。 其設計思想是利用光敏電阻隨光強變化阻值的特性，由于光敏電阻上的電壓為模擬量，而單片機只能處理數字量，為了使 AT89C52能接受到光強反應的數據，利用模數轉換模塊 ADC0804 來轉換電壓模擬信號。將其電路分為采光和 AD 轉換兩個電路，如下 基于單片機的家庭智能照明系統(tǒng) 第 5 頁 共 20 頁 圖 23 采光電路 圖 24 A/D 轉換模塊 熱釋電 紅外感應模塊 該模塊是用來檢測屋內是否有人的。 但熱釋電傳感器的精度和探測范圍有限，需要先通過菲涅爾透鏡加強傳感器接受人體目標紅外信號的能力，這里也同樣有模數轉換的問題，采用比較器的方式實現，該模塊實現方式為： 菲 涅 爾 透 鏡熱 釋 電 紅 外傳 感 器比 較 器1 或 0 圖 25 熱釋電紅外感應模塊結構圖 熱釋電傳感器的紅外輻射與紅外探測的原理結構 熱釋電傳感器是利用紅外輻射與紅外測溫的原理來探測的 ,紅外測溫屬非接觸式測溫，是測溫技術中的主要手段，其特點是測溫范圍廣，響應速度快和不明基于單片機的家庭智能照明系統(tǒng) 第 6 頁 共 20 頁 顯破壞被測對象溫度場，因而廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、交通等領域。 非接觸紅外測溫有以下幾點優(yōu)點： （ 1）測量不干擾被測溫場，不影響溫場分布，從而具有較高的測溫準確度。 （ 2）測溫范圍寬。 （ 3）探測器的響應時間短，反應速度快，易于快速與動態(tài)測量。 （ 4）不必接觸被測物體，操作方便。 （ 5）可以確定微小目標的溫度。 非接觸測溫技術的意義是顯而易見的。隨著工農業(yè)、國防事業(yè)、醫(yī)學的發(fā)展，對溫度測量越來越迫切。在某些場合，溫度測量逐步上升為主要矛盾，引起了各方面的普遍重視。 通常將電磁波譜間隔在 ～ 1000μ m 的區(qū)域稱為紅外光譜區(qū)，紅外傳感器是一種新型的傳感器，能夠探測物 體輻射的紅外線。 熱釋電元件的工作原理是基于熱釋電效應，即在強電介質溫度變化Δ P 的自然極化的存在，此時傳感器有電信號輸出，晶體的這種性質被稱為熱釋電極或熱釋電效應。 有些熱釋電晶體，他們的自發(fā)極化方向能用外電場來改變，這些晶體稱作熱釋電 —— 鐵電體。例如： LiTaO2(鉭酸鋰 )、 BaTi O2(鈦酸鋇 )和 TGS（硫酸三甘酞）等。為了使傳感器能夠長期穩(wěn)定地工作，提高靈敏度，增強抗干擾能力，這里選用了 TGS 晶體制作的雙型探測器 紅外測溫原理 紅外測溫是通過探測物體表面發(fā)射的能量來測量其溫度，由物理學可知 ，處于絕對溫度（－ ℃）以上的任何物體，都要釋放熱能，而紅外輻射溫度計測量其中與溫度有關波長范圍內的熱能，并將其轉換與溫度成比例的電信號，由此測出其溫度。 據斯蒂芬－波茲曼常數，絕對黑體其溫度 T 于與輻射能之間的關系為： 54 40 33215 kETCh? ?? ? ? 其中：σ為蒂芬－波茲曼常數，其值為 1012 w/cm2 ， k4 為黑體的溫度； E0 為黑體輻射能。 實際中大多數物體為非黑體，其熱輻射公式為： E=εE0 其中： E 為物體在一定溫度下的輻射能力； E0 為與 E 在 同一溫度下的黑體輻射能力 。 ε為黑度系數，表示物體的發(fā)射能力接近黑體的情況，其值在 0～ 1之間。 基于單片機的家庭智能照明系統(tǒng) 第 7 頁 共 20 頁 由上可知，任何物體只要溫度不是絕對零度都不斷地發(fā)射紅外輻射，物體的溫度越高，輻射的功率就越大，只要知道物體的溫度和它的比輻射率，就可算出它所發(fā)射的輻射功率。所以如果能量出物體的輻射功率，則可確定它的溫度。 熱釋紅外傳感器的結構 紅外探測器是紅外熱釋傳感器的重要組成部分。它可以分成熱釋電探測器和光子探測器兩大類：其中，熱釋電探測器是電效應工作的探測器，其響應速度雖不如光子型，但由于它可在室溫下使用、光譜響 應寬、工作頻率寬，靈敏度與波長無關，因此其應用領域廣，容易使用。常用的熱釋電探測器如： LiTaO2(鉭酸鋰 ) 探測器、 BaTi O2(鈦酸鋇 ) 探測器和 TGS（硫酸三甘酞）探測器等。 如圖 26 為熱釋電紅外傳感器的結構圖、電路圖。傳感器的敏感元為 PZT，在上下兩面做上電極，并在表面加一層黑色氧化膜以提高其轉化效率。它的等效電路是一個在負載電阻上并聯(lián)一個電容的電流發(fā)生器，其輸出阻抗極高，而輸出電壓信號又極其微弱，故在管內附有 JFET 及厚膜電阻，以達到阻抗變大的目的。在管殼的頂部設有慮光鏡（ TO－ 5 封裝）。圖 27 為熱釋電傳感器的實物照片。 圖 26 熱釋電紅外傳感器的結構圖、電路圖 基于單片機的家庭智能照明系統(tǒng) 第 8 頁 共 20 頁 圖 27 熱釋電傳感器的實物照片 熱釋電體的自發(fā)極化強度與溫度有關。隨著溫度升高，自發(fā)極化強度下降。溫度升高到 Tc 時，自極化消失，此溫度稱為居里溫度。溫度超過居里溫度，鐵電體發(fā)生變化，從極化晶體變?yōu)榉菢O化晶體，極化強度變?yōu)榱恪? 由于自發(fā)極化，在與極化軸相垂直的晶體兩外表面上出現正負極化強度。但是這些面束縛電荷常常被晶體內部或外部的電荷所中和，因而顯示不出來。因此不能在靜態(tài)條件下測量自發(fā)極化，但是自由電荷和面束縛電荷所需的時間 很長，因晶體自發(fā)極化的弛豫時間很短，約 10－ 12s，因此當晶體經受一定頻率的溫度變化時其體內的自由電荷和外部雜散電荷便來不及中和變化著的面束縛電荷，因此可在
醫(yī)療健康相關推薦
鄂ICP備17016276號-1