一种双输出灰度传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种双输出灰度传感器，包括功能主电路、模拟数字双输出电路、缓冲电路、光耦隔离控制电路、单片机采样控制电路，功能主电路根据被光所照射待测物体反射回来的光强改变光敏电阻的阻值大小，控制输出电压；模拟数字双输出电路实现了被测电压模拟量和数字量的双输出；缓冲电路将信号与输出电路隔离；光耦隔离控制电路将整个电路分为高压、低压电路两部分，并对单片机输出的PWM信号进行放大来控制功率管的通断程度实现电压调整；单片机采样控制电路对功率管两端的电压、电流进行采样，并输出PWM波来控制功率管的通断程度，实现改变串入电阻的阻值大小、调节输出电压的功能。本实用新型专利技术具有双输出以及串入电阻便捷调整功能。

【技术实现步骤摘要】
一种双输出灰度传感器
：本技术涉及灰度传感器
，具体涉及一种双输出灰度传感器。
技术介绍
：目前市面上的灰度传感器基本都是输出信号单一，并且需要人为多次实时调整的，不能灵活的改变串入电阻的阻值大小、输出的电压范围，从而造成使用过程中的不便捷。特别是灰度传感器大多采用晶闸管作为功率器件，晶闸管导通瞬间会有脉冲干扰，非常容易影响附近通信设备的正常工作及人员的健康。此外，晶闸管是半控型电力电子器件，只能控制开通，无法控制关断，特别出现短路或过流时，无法通过控制门极进行保护，只能通过快速熔断器等器件来进行保护，有较大局限性。同时，市面上所使用的产品大多不含有输出缓冲以及输出隔离的保护措施，使得高低压电路直接相连，这样在使用过程中存在电路烧毁等一系列安全隐患，同时当下产品输出信号的单一性也使得产品的适用范围局限性较大。有鉴于此，本案由此而生。
技术实现思路
：本技术的目的是设计一种双输出信号、串入电阻便捷可调的灰度传感器，为了实现上述目的，所采用的技术方案为：一种双输出灰度传感器，包括功能主电路、模拟数字双输出电路、74HC245缓冲电路、TLP250光耦隔离控制电路、单片机采样控制电路，所述功能主电路根据被光所照射待测物体反射回来的光强改变光敏电阻的阻值大小，从而控制输出电压，实现传感器的功能；功能主电路输出端连接模拟数字双输出电路输入端，模拟数字双输出电路实现了被测电压模拟量和数字量的双输出；74HC245缓冲电路将信号与输出电路隔离，从而保证信号的单向传递并保护CPU的运行安全；TLP250光耦隔离控制电路将整个电路分为高压、低压电路两部分，安全可靠，同时对单片机输出的PWM信号进行放大来控制功率管的通断程度来实现电压调整；单片机采样控制电路通过对功率管两端的电压、电流进行采样，并根据设定的电阻阻值输出PWM波来控制功率管的通断程度，从而实现改变串入电阻的阻值大小、调节输出电压的功能。所述功能主电路包括LED灯、功率管IRF740、光敏电阻R8、电阻R4、R7和R12，R8和R12串联接地，另一端经电阻R4接到功率管的漏极，R7一端与LED灯相连，另一端接地，LED灯阳极与功率管的源极相连，并接12V电源，阴极与R7相连。所述模拟数字双输出电路由电阻R9、R10、R19，电容C4和电压比较器LM324组成。R9与R10串联接至比较器的阳极，R9高电压端连至R8与R12之间，低电压端接到单片机的PA2脚，电容C4一端与5V电源以及比较器负极相连，另一端直接接地，比较器输出端经电阻R19接至单片机的PB0脚。所述74HC245缓冲电路包括74HC245芯片、电容C8、电阻R13和R14。电阻R13一端与单片机PC0脚相接，另一端连至芯片的1脚，R14一端与芯片的20脚相连，另一端经电阻R16连至TLP250芯片的2脚，74HC245芯片的9脚直接接地，11脚连接到电容C8一端并接地，10脚和12脚连接至电容C8的另一端接5V电源。所述TLP250光耦隔离控制电路主要包括TLP250芯片、电阻R15和R16、电容C6和C7，电阻R16一端经电阻R14与74HC245芯片的20脚相连，另一端连接至TLP250芯片的2脚，TLP250芯片的3脚和5脚直接接地，6脚经电阻R15和电阻R13连接到功率管IRF740的栅极，8脚连接12V电源，电容C6和C7均一端连接至TLP250芯片的8脚，另一端接地。所述单片机采样控制电路主要包括STM32系列单片机、晶振Y1和Y2、两片电压比较器LM324以及电阻、电容。晶振Y1两端分别连到单片机的PD0、PD1口，并分别通过电容C1、C2接地；晶振Y2两端分别连到单片机的PC14、PC15口，并分别通过电容C3、C5接地，电阻R1一端接至12V电源，另一端连接至第一片LM324芯片的正极，并通过电阻R2接地，第一片LM324芯片的负极连接至它的输出端并通过电阻R17接到单片机的PA0脚，另一片LM324芯片的阳极接到功率管的漏极，阴极接到电阻R5和R6之间，R5连接到电阻R4的低压端，R6连接到芯片的输出端并经电阻R18接到单片机的PA1脚，单片机19脚经电阻R11接3.3V电源，21脚直接接地，22、23、24、25脚接3.3V电源，60、61、62、63脚接地。所述STM32系列单片机型号为STM32F103。本技术采用一个mos管控制，可以实现灰度传感器双输出以及串入电阻便捷调整的功能，核心功率器件采用全控器件，网侧功率因数高、功耗低，具有制造成本低、电路结构简单、输出电压人工可调以及模拟数字量双输出的优势，有效地解决了现有技术存在调节操作繁琐、控制精度差且适用性低的问题，该数字灰度传感器具有抗干扰能力强，精度高，成本低等优点，适用于智能小车巡线、机器人及货物分类等应用场合；同时设计有缓冲电路和光耦隔离电阻进行保护，使用安全可靠。附图说明：图1为实施例中双输出灰度传感器的原理框图；图2为实施例中功能主电路图；图3为实施例中模拟数字双输出电路图；图4为实施例中74HC245缓冲电路图；图5为实施例中TLP250光耦隔离控制电路图；图6为实施例中单片机采样控制电路图；图7为实施例中双输出灰度传感器的电路图。具体实施方式：本实施例公开一种双输出灰度传感器，其原理框图如图1所示，具体电路如图7所示，主要包括功能主电路、模拟数字双输出电路、74HC245缓冲电路、TLP250光耦隔离控制电路、单片机采样控制电路，下面将结合各模块的具体电路图详加说明。其中功能主电路如图2所示，包括LED灯、功率管IRF740、光敏电阻R8、电阻R4、R7和R12，R8和R12串联接地，另一端经电阻R4接到功率管的漏极，R7一端与LED灯相连，另一端接地，LED灯阳极与功率管的源极相连，并接12V电源，阴极与R7相连。通过LED灯照射被测物体反射回来的不同强度的光使得光敏电阻的阻值改变，从而使得R12两端分压改变，由此来分辨不同的灰度值。模拟数字双输出电路如图3所示，由电阻R9、R10、R19，电容C4和电压比较器LM324组成。R9与R10串联接至比较器的阳极，R9高电压端连至R8与R12之间，低电压端接到单片机的PA2脚，电容C4一端与5V电源以及比较器负极相连，另一端直接接地，比较器输出端经电阻R19接至单片机的PB0脚。通过对R12两端的电压进行处理，单片机就可以分别由PA2脚得到当前颜色检测电压的模拟量，由PB0脚得到当前颜色检测电压的数字量。74HC245缓冲电路如图4所示，包括74HC245芯片、电容C8、电阻R13和R14。电阻R13一端与单片机PC0脚相接，另一端连至芯片的1脚，R14一端与芯片的20脚相连，另一端经电阻R16连至TLP250芯片的2脚，74HC245芯片的9脚直接接地，11脚连接到电容C8一端并接地，10脚和12脚连接至电容C8的另一端接5V电源。缓冲电路将PWM信号与输出电路隔离，从而保证信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双输出灰度传感器，其特征在于：包括功能主电路、模拟数字双输出电路、74HC245缓冲电路、TLP250光耦隔离控制电路、单片机采样控制电路，所述功能主电路根据被光所照射待测物体反射回来的光强改变光敏电阻的阻值大小，从而控制输出电压，实现传感器的功能；功能主电路输出端连接模拟数字双输出电路输入端，模拟数字双输出电路实现了被测电压模拟量和数字量的双输出；74HC245缓冲电路将信号与输出电路隔离，从而保证信号的单向传递并保护CPU的运行安全；TLP250光耦隔离控制电路将整个电路分为高压、低压电路两部分，安全可靠，同时对单片机输出的PWM信号进行放大来控制功率管的通断程度来实现电压调整；单片机采样控制电路通过对功率管两端的电压、电流进行采样，并根据设定的电阻阻值输出PWM波来控制功率管的通断程度，从而实现改变串入电阻的阻值大小、调节输出电压的功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种双输出灰度传感器，其特征在于：包括功能主电路、模拟数字双输出电路、74HC245缓冲电路、TLP250光耦隔离控制电路、单片机采样控制电路，所述功能主电路根据被光所照射待测物体反射回来的光强改变光敏电阻的阻值大小，从而控制输出电压，实现传感器的功能；功能主电路输出端连接模拟数字双输出电路输入端，模拟数字双输出电路实现了被测电压模拟量和数字量的双输出；74HC245缓冲电路将信号与输出电路隔离，从而保证信号的单向传递并保护CPU的运行安全；TLP250光耦隔离控制电路将整个电路分为高压、低压电路两部分，安全可靠，同时对单片机输出的PWM信号进行放大来控制功率管的通断程度来实现电压调整；单片机采样控制电路通过对功率管两端的电压、电流进行采样，并根据设定的电阻阻值输出PWM波来控制功率管的通断程度，从而实现改变串入电阻的阻值大小、调节输出电压的功能。


2.根据权利要求1所述的一种双输出灰度传感器，其特征在于：所述功能主电路包括LED灯、功率管IRF740、光敏电阻R8、电阻R4、R7和R12，R8和R12串联接地，另一端经电阻R4接到功率管的漏极，R7一端与LED灯相连，另一端接地，LED灯阳极与功率管的源极相连，并接12V电源，阴极与R7相连。


3.根据权利要求1所述的一种双输出灰度传感器，其特征在于：所述模拟数字双输出电路由电阻R9、R10、R19，电容C4和电压比较器LM324组成，R9与R10串联接至比较器的阳极，R9高电压端连至R8与R12之间，低电压端接到单片机的PA2脚，电容C4一端与5V电源以及比较器负极相连，另一端直接接地，比较器输出端经电阻R19接至单片机的PB0脚。


4.根据权利要求1所述的一种双输出灰度传感器，其特征在于：所述74HC245缓冲电路包括74HC245芯片、电容C8、电阻R13和R14，电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸飞，雷美珍，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33