0 卖盘信息
BOM询价
您现在的位置: 首页 > 电子资讯 >电路图 > 传感电子电路设计

传感电子电路设计

2017-08-25
类别:电路图
eye 213
文章创建人 拍明


传感电子电路设计实现了一种以为核心的无线网络。其中,模块包括有温湿度SHTll、红外BS520、光照度 PGM5506.无线网络系统总体结构无线网络是对周围环境的温度、湿度、光、加速度等信息进行监控和管理的技术。这种无线节点中内置了、控制电路、CPU、无线通信模块、天线、电源装置等,通过Ad-Hoc通信技术,可以与周围的节点一起把数据传输到汇聚节点。本文介绍的无线网络由一个汇聚节点和多个节点组成,通过汇聚节点上传到远程主机。系统的总体结构如图1所示。

 系统的总体构成.png

图1 系统的总体构成

硬件电路的设计

是Chipcon公司推出的用来实现嵌入式ZigBee应用的片上系统。只需要很少的外接元件就可以运行,其内部已集成了大量必要的电路,因此采用较少的外围电路即实现信号的收发功能。图2为CC2430基本电路设计。

 CC2480基本电路.png

图2 CC2480基本电路

图2中C1,C2为22pF的电容,连接32MHz的晶振电路,此石英晶振用于正常工作使用。C3,C4为15pF的电容,连接32.768 kHz的晶振电路,此石英晶振用于休眠时工作,从而降低功耗。C5=O.1μF,用于去除一些杂波干扰,防止单片机错误复位。C6~C8分别为100 nF,220nF,220 nF,用作滤波,去除杂波干扰使电压更稳定。C9=5.6 pF,电路中非平衡变压器由电容C9和电感L1,L2,L3以及一个PCB微波传输线组成,整个结构满足RF输入/输出匹配电阻(50Ω)的要求,L1,L2,L3分别为8.2nH,22nH,1.8nH.C10,C11,C12,C13,C14为去耦合电容,用于电源滤波,以提高芯片工作的稳定性。偏置电阻器R1,R2分别为43 kΩ,56 kΩ,R1用于为32 MHz晶体振荡器设置精密偏置电流。

由于CC2430芯片具有低功耗的特性,选用2节2 800 mAh的干电池为节点机供电。天线选用外置天线。CC2430与温湿度SHTll,光照度PGM5506,红外BS520连接原理图如图3所示,其中P0.O,P0.1,P0.6,P1.2和P1.3为CC2430的I/O端口。

SHTll采用两线串行线和处理器进行数据通信,SCK数据线负责处理器和SHTll的通讯同步;DATA三态门用于数据的读取。为避免信号冲突,微处理器应驱动DATA在低电平。需要一个外部的上拉电阻将信号提拉至高电平,图3显示CC2430的引脚P1.2用于SCK,P1.3用于DATA.

三种连接原理图.png

图3 三种连接原理图

光照度PGM5506实际就是一个光敏电阻,随着周边环境的光量而改变电阻值,从而输入3 V电压受到随着光量而变化的光敏电阻的影响,因而输出电压值改变。在测定输出电压值的LIGHTOUT中,可以根据变化的电压量感知光量。图3显示 CC2430的引脚P0.0连接LIGHT OUT.红外BS520,随着红外线的强弱输出A/D也变化,因此CC2430处理器可以根据输入的电流变化量来测定红外线值。图3显示 CC2430的引脚PO.1连接INFRARED ADC,通过对无线网络系统的设计和对CC2430的了解,ZigBee技术未来的应用前景被看好。未来的几年里,它将在工业控制、汽车自动化、楼宇自动化、消费电子等多个领域实现应用。


【相关信息】传感器技术

传感器是指能感受规定的被测量,并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 我国国家标准(GB7665-2005)对传感器的定义是:“能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。

传感器作为信息获取的重要手段,与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。

作用:利用物理效应、化学效应、生物效应,把被测的物理量、化学量、生物量等转换成符合需要的电量。

应用领域

传感器技术是实现测试与自动控制的重要环节。在测试系统中,被作为一次仪表定位,其主要特征是能准确传递和检测出某一形态的信息,并将其转换成另一形态的信息。

具体地说传感器是指那些对被测对象的某一确定的信息具有感受(或响应)与检出功能,并使之按照一定规律转换成与之对应的可输出信号的元器件或装置。如果没有传感器对被测的原始信息进行准确可靠的捕获和转换,一切准确的测试与控制都将无法实现,即使最现代化的电子计算机,没有准确的信息(或转换可靠的数据),不失真的输入,也将无法充分发挥其应有的作用。

传感器种类及品种繁多,原理也各式各样。其中电阻应变式传感器是被广泛用于电子秤和各种新型机构的测力装置,其精度和范围度是根据需要来选定的,过高的精度要求对某种使用也无太大意义;过宽的范围度也会使测量精度降低,而且会造成成本过高及增加工艺上的困难;因此,应根据测量对象的要求,恰当地选择精度和范围度是至关重要的。但无论何种条件、场合使用的传感器,均要求其性能稳定,数据可靠,经久耐用。为此,在研究高精度传感器的同时,必须重视可靠性和稳定性的研究。包括床暗器的研究、设计、试制、生产、检测与应用等诸项内容在内的传感器技术,已逐渐形成了一门相对独立的专门学科。

一般情况下,由于传感器设置的场所并非理想,在温度、湿度、压力等效应的综合影响下,可引起传感器零点漂移和灵敏度的变化,已成为使用中的严重问题。虽然人们在制作传感器过程中,采取了温度补偿及密封防潮的措施,但它与应变片、粘帖胶本身的高性能化、粘帖技术的精确和熟练、弹性体材料的选择及冷、热加工工艺的制定均有密切的关系,哪一方面都不能忽视,都需精心设计和制作。同时,还须注意传感器的安装方法,支撑结构的设置,如何克服横向力等问题。

作为一次仪表的传感器通常由敏感元件与转换元件组成。转换元件通常是精密的电桥。因此,测力秤重用电阻应变式传感器主要由弹性体、应变片、粘帖胶及各种补偿电阻构成。他的稳定性也必然是由这些元件的内、外因的综合作用所决定。本文就此问题进行探讨,谈些粗浅看法,与同行商榷。

首先是弹性元件。弹性元件一般是由优质合金钢材及有色金属铝、铍青铜等加工成型,影响弹性体稳定性,主要是它经各种处理后的金相组织及残余应力。考虑到应力释放时的相互平衡关系及弹性体结构形式的约束,要想让残余应力释放,就要进行时效处理,这在实际中若采用自然时效法,则释放缓慢、周期长,常常是不可取的,需要人为缩短时间,一般要消除弹性体表面残余应力的方法是:做真空回火处理和疲劳式脉动处理及共振。这样可大幅度地降低残余应力,在短时间内完成通常的长时间的自然时效,使组织性能更为稳定。

其次,是应变片和粘接胶。影响应变片稳定性的是箔材本身,制造应变片的电阻合金种类很多,其中以康铜合金使用最广,它有较好的稳定性,高的疲劳寿命及小的电阻温度系数,是理想的丝栅制造材料。此外,制造应变片过程中应消除不良影响而造成的不稳定性。如:丝栅与基底胶的粘接强度,应变片与弹性体间的粘帖强度,基底胶内应力的释放等等,都是不稳定因素。另外,应变片的粘帖,也是非常关键的要素之一,这一工作的好坏,直接影响胶的粘接质量,乃至测量精度,如果帖片不严格,技术不熟练,即使使用最好的应变片也无济于事。

应用于空调制冷剂液位的精确控制

用过空调的人肯定都知道满液式冷水机,满液式冷水机组主要由螺杆式制冷压缩机、壳管式冷凝器、满液式蒸发器等组成。对于满液式冷水机组,要实现液体冷媒完全将热传表面润湿同时又不会产生回液,就要对蒸发器内制冷剂液位进行精确控制,对蒸发器液位控制的解决方案大致可以分为两种:间接控制和直接控制。不管是哪种都需要用到传感器。

间接控制是指将除冷媒液位以外的其它系统参数作为调节对象,以间接实现对蒸发器液位的控制。间接控制可以是对蒸发器出口过热度进行控制,即通过温度传感器和控制模块中的控制逻辑,将过热度控制在大约1.5 至2.0℃,从而实现对液位的控制。此外,蒸发器液位也可以通过系统排气过热度、压缩机油位等反馈参数进行间接控制。

直接控制是直接以蒸发器内制冷剂液位作为被调参数,通过液位传感器采集到的液位信号与给定值进行比较,对目标值进行调节,调节信号输入到节流阀驱动装置,调节目标为节流阀的开度值,从而实现对供液量的精确调节,进而达到精确控制蒸发器内冷媒液位的目的。

随着温度传感器的发展,大多都是采用间接控制的方法进行测量,这样是非常方便的。类似的传感器不仅在空调上有应用,在洗衣机等其它类似家电上也有应用的。

应用于数字医疗 捕捉电压信号

微型传感器掀开数字药片面纱,“数字药片”就是在高科技盛行的时代下诞生的,这是一种内置可消化微芯片的药物,仅长宽仅1毫米,高也不过0.45毫米,体积跟一粒沙子相仿,被植入到正常药片中。其实质是一个微型传感器,由迷你硅片组成,内含极少量镁和铜,当其被吞食的时候,可直接利用人体胃液发电被服用后会和消化液反应产生轻微电压,将信号传送到皮肤表面。这就需要一个感应装置来捕捉和显示数字药片的信号,这以装置被称为接收片,它通常被贴在服用药片的患者贴近胃部的位置,这个装置接受轻微电压产生的信号并将其转化成为数据,传输到医生手机上,这样医生就知道病人有无按规定服药。而这个小装置不仅可以接受信息,还能够记录病人的心率、温度等――这些信息也能通过手机应用查看。


责任编辑:Davia

【免责声明】

1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。

2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。

3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。

4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。

拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。

上一篇: 相位检测电路
标签: 传感电子

相关资讯