一种数字式照明亮度检测传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种数字式照明亮度检测传感器，包括依次连接的光电采集电路、比较与寄存电路、代码转换电路，其中光电采集电路采集光强并转化为电信号，传送至比较与寄存电路，比较与寄存电路通过多路并行的比较器和寄存器，将电信号同步稳定输出至代码转换电路，代码转换电路将比较与寄存电路传送的信号转换为二进制数，并将二进制数与光强状态对应。本发明专利技术将光照采集与数字量化一体，精度高，稳定性好，响应速度快，并可根据需要调整光强区分度；可单独检测并输出反映当前光强状态的数字量，无需软件处理，方便快捷，实用性强；测量光强根据需要自行设置，输出更加稳定且反映照明亮度的状态更有区分度。

【技术实现步骤摘要】
一种数字式照明亮度检测传感器
本专利技术涉及一种照明亮度传感器，尤其涉及一种数字式照明亮度检测传感器。
技术介绍
近年来随着智慧照明技术的快速发展，对可见光照明亮度的实时取样与分析提出了更高的要求，市场上涌现了多种光敏传感器模块，其原理是将光信号转化成电信号，模拟电信号可经过单片机的采集处理后转换成数字量输出。目前存在的问题主要有两个方面：一、感光器件如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等均由半导体材料构成，感光性能呈非线性输出，光的亮度受室内照明和室外照明的共同影响，光照强度变化比较灵敏，几乎实时都在变化，直接的取样导致波动范围较大，控制信号会在一个很窄的空间内来回调节，导致控制信号的不稳定；二、光敏元件直接输出的是模拟量，微处理器控制的是数字量，一般需通过AD转换模块进行数据转化，增加了成本和控制复杂度。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种数字式照明亮度检测传感器。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术手段是：一种数字式照明亮度检测传感器，包括依次连接的光电采集电路、比较与寄存电路、代码转换电路，其中光电采集电路采集光强并转化为电信号，传送至比较与寄存电路，比较与寄存电路通过多路并行的比较器和寄存器，将电信号同步稳定输出至代码转换电路，代码转换电路将比较与寄存电路传送的信号转换为二进制数，并将二进制数与光强状态对应。进一步的，所述光电采集电路包括电阻R1，连接电阻R1一端的可调电阻Rp1，可调电阻Rp1的另一端接地，与电阻R1并联的可调电阻Rp2，电阻R1的另一端连接光敏电阻Rx和比较器U1的正相端，光敏电阻Rx的另一端接VCC端子，比较器U1反相端接负电源端和输出端。进一步的，所述比较与寄存电路包括比较器U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，寄存器Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7，比较器U2、U6、U7、U8的正相端接光电采集电路的输出端，比较器U3的正相端通过电阻R12接地，二极管D4、D5、D6串联，二级管D4的正极接光电采集电路的输出端，二极管D6的负极接比较器U3的正相端，比较器U4的正相端通过电阻R11接地，二极管D2、D3串联，二级管D2的正极接光电采集电路的输出端，二极管D3的负极接比较器U4的正相端，比较器U5的正相端通过电阻R10接地，二级管D1的正极接光电采集电路的输出端，二极管D1的负极接比较器U5的正相端，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9串联，电阻R9的另一端接Vref端子，电阻R2的另一端接地，比较器U8的反相端连接电阻R9和电阻R8的共点，比较器U7的反相端连接电阻R8和电阻R7的共点，比较器U6的反相端连接电阻R7和电阻R6的共点，比较器U5的反相端连接电阻R6和电阻R5的共点，比较器U4的反相端连接电阻R5和电阻R4的共点，比较器U3的反相端连接电阻R4和电阻R3的共点，比较器U2的反相端连接电阻R3和电阻R2的共点，比较器U2的输出端分别连接寄存器Q1的1D端，比较器U3的输出端分别连接寄存器Q2的1D端，比较器U4的输出端分别连接寄存器Q3的1D端，比较器U5的输出端分别连接寄存器Q4的1D端，比较器U6的输出端分别连接寄存器Q5的1D端，比较器U7的输出端分别连接寄存器Q6的1D端，比较器U8的输出端连接寄存器Q7的1D端，寄存器Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7的1C端接CLK端子。更进一步的，所述的电阻R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9的阻值相等，且等于电阻R2阻值的两倍。更进一步的，所述的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6为锗型二极管。更进一步的，所述的寄存器Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7为D型触发器。更进一步的，所述代码转换电路包括二输入或非门U9、U10、U11、U12、U13，非门U14、U16，四输入或非门U15，寄存器Q1输出端Q1’和寄存器Q2输出端Q2连接二输入或非门U9的输入端，二输入或非门U9的输出端接四输入或非门U15的输入端A，寄存器Q2输出端Q2’和寄存器Q4的输出端Q4连接二输入或非门U11的输入端，寄存器Q4的输出端Q4连接输出端子d2，二输入或非门U11的输出端接二输入或非门U13的输入端，寄存器Q6的输出端Q6接二输入或非门U13的另一输入端，二输入或非门U13的输出端接与非门U14的输入端，与非门U14的输出端接输出端子d1，寄存器Q3的输出端Q3’和寄存器Q4的输出端Q4连接二输入或非门U10的输入端，二输入或非门U10的输出端接四输入或非门U15的输入端B，寄存器Q5的输出端Q5’和寄存器Q6的输出端Q6连接二输入或非门U12的输入端，二输入或非门U12的输出端接四输入或非门U15的输入端C，寄存器Q7输出端Q7连接四输入或非门U15的输入端D，四输入或非门U15的输出端接非门U16的输入端，非门U16的输出端接输出端子d0。本专利技术的有益效果是：光照采集与数字量化一体，无需单片机采集模拟电压做数字化处理，实时自动采集光强信号并通过纯硬件电路将其数字化，精度高，响应速度快，并可根据需要调整光强区分度；针对传统光敏传感器会因光强微弱变化输出波动不稳定，对光敏传感器非线性度较大的部分做了滤除处理，使其在人眼无法识别的光强微弱变化中保持稳定，增加电路稳定性，单独将本传感器放到环境中即可检测并输出反映当前光强状态的数字量，无需软件处理，方便快捷，实用性强；光强在一定范围内都可用一组确定的三位二进制数表示，从000～111可分别表示光强很弱～光强很强八个状态，可根据需要自行设置；在比较器U2、U3、U4同相输入端分别加三个、两个、一个二极管，利用二极管消除非线性变化，输出将不会因为照明亮度在很小范围内变化而变化，输出更加稳定且各种输出状态反映的照明亮度的状态更有区分度，只有当照明亮度有相对较明显的变化时，输出状态才会变化。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的阐述。图1为本专利技术光电采集电路的电路原理图；图2为本专利技术比较与寄存电路的电路原理图；图3为本专利技术代码转换电路的电路原理图。具体实施方式实施例1一种数字式照明亮度检测传感器，包括依次连接的光电采集电路、比较与寄存电路、代码转换电路，其中光电采集电路采集光强并转化为电信号，传送至比较与寄存电路，比较与寄存电路通过多路并行的比较器和寄存器，将电信号同步稳定输出至代码转换电路，代码转换电路将比较与寄存电路传送的信号转换为二进制数，并将二进制数与光强状态对应。实施例2作为实施例1的具体电路，如图1所示，所述光电采集电路包括电阻R1，连接电阻R1一端的可调电阻Rp1，可调电阻Rp1的另一端接地，与电阻R1并联的可调电阻Rp2，电阻R1的另一端连接光敏电阻Rx和比较器U1的正相端，光敏电阻Rx的另一端接VCC端子，比较器U1反相端接负电源端和输出端。本设计采用结构简单、性价比高、适用范围广的光敏电阻作为感光器件，基于半导体光电效应工作，光照时，电阻很小；无光照时，电阻很大。光照越强，电阻越小；光照停止，电阻又恢复原值。采用光敏电阻与普通电阻串联分压的形式，并且输出取自下端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字式照明亮度检测传感器，其特征在于：包括依次连接的光电采集电路、比较与寄存电路、代码转换电路，其中光电采集电路采集光强并转化为电信号，传送至比较与寄存电路，比较与寄存电路通过多路并行的比较器和寄存器，将电信号同步稳定输出至代码转换电路，代码转换电路将比较与寄存电路传送的信号转换为二进制数，并将二进制数与光强状态对应。

【技术特征摘要】
1.一种数字式照明亮度检测传感器，其特征在于：包括依次连接的光电采集电路、比较与寄存电路、代码转换电路，其中光电采集电路采集光强并转化为电信号，传送至比较与寄存电路，比较与寄存电路通过多路并行的比较器和寄存器，将电信号同步稳定输出至代码转换电路，代码转换电路将比较与寄存电路传送的信号转换为二进制数，并将二进制数与光强状态对应。2.根据权利要求1所述的数字式照明亮度检测传感器，其特征在于：所述光电采集电路包括电阻R1，连接电阻R1一端的可调电阻Rp1，可调电阻Rp1的另一端接地，与电阻R1并联的可调电阻Rp2，电阻R1的另一端连接光敏电阻Rx和比较器U1的正相端，光敏电阻Rx的另一端接VCC端子，比较器U1反相端接负电源端和输出端。3.根据权利要求1所述的数字式照明亮度检测传感器，其特征在于：所述比较与寄存电路包括比较器U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12，二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6，寄存器Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7，比较器U2、U6、U7、U8的正相端接光电采集电路的输出端，比较器U3的正相端通过电阻R12接地，二极管D4、D5、D6串联，二级管D4的正极接光电采集电路的输出端，二极管D6的负极接比较器U3的正相端，比较器U4的正相端通过电阻R11接地，二极管D2、D3串联，二级管D2的正极接光电采集电路的输出端，二极管D3的负极接比较器U4的正相端，比较器U5的正相端通过电阻R10接地，二级管D1的正极接光电采集电路的输出端，二极管D1的负极接比较器U5的正相端，电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9串联，电阻R9的另一端接Vref端子，电阻R2的另一端接地，比较器U8的反相端连接电阻R9和电阻R8的共点，比较器U7的反相端连接电阻R8和电阻R7的共点，比较器U6的反相端连接电阻R7和电阻R6的共点，比较器U5的反相端连接电阻R6和电阻R5的共点，比较器U4的反相端连接电阻R5和电阻R4的共点，比较器U3的反相端连接电阻R4和电阻R3的共点，比较器U2的反相端连接电阻R3和电阻...

【专利技术属性】
技术研发人员：方振国，石惠敏，程理，金先浩，胡凯，陈建国，严寒，
申请(专利权)人：淮北九略企业管理咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34