透射式能見(jiàn)度測量裝置系統電路設計 —電路圖天天讀（60）

　　能見(jiàn)度即目標物的能見(jiàn)距離，是指觀(guān)測目標物時(shí)，能從背景中分辨出目標物的最大距離。近年來(lái)，由于種種原因，世界各地大氣能見(jiàn)度越來(lái)越低，溫室效應也日趨明顯，霧霾、沙塵暴等成為人們熱議的話(huà)題，國防工業(yè)生產(chǎn)和百姓日常生活都受到極大影響。加強空氣中CO2和能見(jiàn)度測量迫在眉睫。目前國際上已經(jīng)研制出的能見(jiàn)度儀器有透射式和散射式兩大類(lèi)，而我國能見(jiàn)度測量?jì)x器的研究還未成熟。

　　本文提出一種簡(jiǎn)易的透射式能見(jiàn)度測量裝置的設計方案，同時(shí)配備CO2 檢測功能。利用單片機控制，集測量、顯示于一體，儀器簡(jiǎn)單實(shí)用，測量結果一目了然。體積小易攜帶，數據實(shí)時(shí)性好，靈活度大。

　　硬件設計

　　該裝置硬件電路可分為信號采集電路、控制電路和顯示電路三部分。其中信號采集電路包括激光發(fā)射端、光敏接收端和CO2 傳感電路，用于采集待測信號。控制電路為信號放大電路和數據控制處理單元，用于對采樣到的數據進(jìn)行分析和處理。顯示電路包括能見(jiàn)度分級顯示電路、CO2 濃度顯示和報警電路，實(shí)時(shí)輸出結果，直觀(guān)反映當前環(huán)境的能見(jiàn)度和CO2 濃度。電路圖如圖3所示。

　　信號采集電路

　　激光發(fā)射端采用發(fā)射峰值波長(cháng)為650.0 nm 紅光的激光發(fā)射管，微調儀用于對準接收端，位于采樣筒一端。接收端采用硅光電色敏二極管，帶峰值波長(cháng)為650.0 nm 的增透膜，防止雜光干擾，位于采樣筒另一端。發(fā)射端發(fā)射來(lái)的激光通過(guò)采樣空間由硅光電色敏二極管接收轉換成電信號，通過(guò)NE5532可調放大電路放大至0~3.5 V 范圍，送入單片機處理?？烧{放大電路使信號電壓放大約200倍。

　　CO2 傳感電路和引腳圖如圖4 所示，包括MG811CO2氣體傳感探頭，LM393電壓比較器等。MG811測試CO2 的濃度范圍在0~10 000 ppm，可探測各種環(huán)境下CO2的濃度值。

　　控制電路

　　該套裝置由具有自帶A/D 轉換功能的芯片STC12C5A60S2控制，它是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，可以為外圍的電路提供足夠的IO 端口。本設計配置11.059 2 MHz 的晶振為主系統的工作時(shí)鐘實(shí)現對能見(jiàn)度和CO2 數據的采集分析及對顯示部分的控制。

　　顯示電路包括了能見(jiàn)度顯示、CO2 濃度顯示及報警電路。其中能見(jiàn)度采集裝置采樣來(lái)的信號經(jīng)控制電路控制LED 燈顯示結果。為了更直觀(guān)表示能見(jiàn)度大小，該裝置將能見(jiàn)度由小到大設置為6 級顯示結構，紅黃綠LED 燈各兩個(gè)，紅燈表示能見(jiàn)度很低，黃燈表示能見(jiàn)度低，綠燈表示能見(jiàn)度良好。CO2 濃度顯示電路用LCD1602 液晶顯示屏實(shí)現。LCD1602字符型液晶顯示模塊是一種專(zhuān)門(mén)用于顯示字母、數字、符號等點(diǎn)陣式LCD，單片機控制該模塊顯示CO2 濃度。當能見(jiàn)度低于預先設定的某一值時(shí)，蜂鳴器報警。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評分析：

　　本文提出了一種易于操作且參數可變的透射式能見(jiàn)度測量裝置的設計方案，實(shí)現了對大氣能見(jiàn)度的分級檢測。在外界其他條件不變的情況下，能見(jiàn)度越低，感應出的直流電壓越小。與此同時(shí)裝置加入了CO2 探測器，在測量大氣中能見(jiàn)度的同時(shí)能夠檢測環(huán)境中CO2 的含量。該裝置物理原理清晰，結構簡(jiǎn)單，易于操作且參數可調，同時(shí)具有很強的擴展性，加入其他不同的有害氣體傳感器，可以對大氣中的各種有害物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。
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