(Tiểu luận) kĩ thuật đo lường cảm biến cảm biến ánh sáng

KĨ T H UẬT ĐO L ƯỜNG-CẢM BIẾN CẢM BIẾN ÁNH SÁNG Nhóm h Thành viên Tấn Dũng Đình Dương 19021590 19021592 Duy Dương 19021593 Văn Hoàng Đại Nghĩa Đình Nhã 19021598 19021611 19021612 Việt Hồng Leader Văn Cường Đức Sang Hồng Sơn Văn Việt 19021616 Thiên Sơn 19021617 19021618 19021619 19021636 h 16020571 Nội dung thuyết trình Phần Kiến thức Phần Cảm biến ánh sáng h Phần Cảm biến ánh sáng LM393 Phần Kiến thức Khái niệm Các đặc trưng h Cảm biến ( Sensor ) KHÁI NIỆM Cảm biến (Sensor) phương tiện (thiết bị) đo lường thực biến đổi tín hiệu đầu vào thành tín hiệu đầu thuận lợi cho việc biến đổi truyền đạt , gia công thiết bị tính tốn lưu trữ số liệu h PHÂN LOẠI • • • • • • • • Phân loại theo nguyên lý chuyển đổi đáp ứng kích thích Phân loại theo dạng kích thích Phân loại theo tính của bộ cảm biến Phân loại theo phạm vi sử dụng Phân loại theo thông số của mô hình mạch thay thế Phân loại cảm biến theo nguyên lí hoạt động Phân loại cảm biến theo nguồn lượng dùng cho phép biến đổi Phân loại cảm biến cứ theo dạng đại lượng đầu vào h Các thơng số • Độ nhạy • Mức tuyến tính • Sai số - Sai số hệ thống - Sai số ngẫu nhiên • Độ nhanh thời gian hồi đáp • Gới hạn sử dụng h PHƯƠNG PHÁP CHUẨN CẢM BIẾN Chuẩn đơn giản Chuẩn nhiều lần - Chuẩn trực tiếp - Chuẩn gián tiếp h • • • • • • • • Nhiễu cảm biến - Nhiễu nội - Nhiễu đường truyền Quá độ nguồn nuôi Từ trường - tĩnh điện Trường điện từ tần số radio Biến thiên nhiệt Lực hấp dẫn Dao động Bức xạ ion hóa Tác nhân hóa học • Cách ly nguồn ni, màn, nối đất, lọc nguồn, lọc nối đất • Bố trí linh kiện hợp lí, chắn • Sử dụng cáp nhiễu Khắc phục h Phần Cảm biến ánh sáng Khái niệm Tế bào quang dẫn Diode quang Cảm biến quang điện Transistor quang Tế bào quang điện chân không Tế bào quang điện chất khí Cảm biến phát xạ Thiết bị nhân quang h CHỦ YẾU ĐƯỢC CHIA THÀNH BỐN LOẠI KHÁI NIỆM Cảm biến ánh sáng thường đề cập Cảm biến ánh sáng xung quanh, cảm biến ánh sáng hồng ngoại, đến thiết bị cảm nhận cách nhạy bén lượng ánh sáng tia cực tím thành ánh sáng cảm biến ánh sáng mặt trời cảm biến ánh sáng cực tím hồng ngoại chuyển đổi lượng ánh sáng thành tín hiệu điện h Tế bào quang dẫn ( Quang trở ) • Loại cảm biến ánh sáng phổ biến sử dụng mạch cảm biến ánh sáng điện trở quang, gọi điện trở phụ thuộc vào ánh sáng (LDR) Cảm biến quang sử dụng để đơn giản phát xem đèn bật hay tắt so sánh mức độ ánh sáng tương đối suốt ngày • Ngun lí hoạt động : dựa hiệu ứng quang điện bên • Cấu tạo h Photo Diode ( Diode quang) • Điốt quang điốt bán dẫn có cấu tạo tương tự nhau, khn chúng tiếp giáp PN có đặc điểm cảm quang, có tính dẫn điện chiều nên làm việc cần phải thêm điện áp ngược • Nguyên lí hoạt động : dựa hiệu ứng quang điện bên • Cấu tạo h Photo Transistor ( Transistor quang) • Cảm biến ánh sáng phototransistor mô tả photodiode + khuếch đại Với khuếch đại bổ sung, độ nhạy ánh sáng tốt nhiều phototransistor • Cấu tạo • Nguyên lí hoạt động : Transistor quang hoạt động ánh sáng chiếu vào chất bán dẫn giải phóng điện tử / lỗ trống gây dòng điện chạy vùng h h Tế bào quang điện chân khơng • Cấu tạo • Ngun lí hoạt động • Ứng dụng : Chuyển mạch đo tín hiệu quang h Tế bào quang điện chất khí • Cấu tạo : Tế bào quang điện dạng khí có cấu tạo tương tự tế bào chân không, khác bên đèn bơm đầy loại khí trơ, thường argon • Ngun lí hoạt động • Ứng dụng : Chuyển mạch đo tín hiệu quang h Thiết bị nhân quang • Khi bề mặt vật rắn bị bắn phá điện tử có lượng đủ lớn, phát xạ điện tử thứ cấp Nếu số điện tử phát xạ thứ cấp lớn số điện tử tới (điện tử sơ cấp) có khả khuếch đại tín hiệu Sự khuếch đại ứng dụng thiết bị nhân quang • Ngun lí hoạt động h Cấu tạo Phần CẢM BIẾN ÁNH SÁNG LM393 Nguyên tắc hoạt động Mơ thực nghiệm h TÍNH NĂNG, THƠNG SỐ KĨ THUẬT - Hai khuếch đại hoạt động so sánh điện áp riêng biệt gói - Có thể hoạt động từ nguồn cấp điện đơn kép - Hoạt động từ điện áp cung cấp rộng từ 2V đến 36V - Yêu cầu dòng hoạt động thấp khoảng 400uA - Yêu cầu dòng phân cực đầu vào bù thấp - Đầu dễ dàng sử dụng để điều khiển hầu hết hệ thống logic - Độ xác cao - Đáng tin cậy để sử dụng thiết bị thương mại - Giá thấp - Thích hợp cho thiết bị di động hoạt động pin h SƠ ĐỒ CHÂN IC LM393 - Chân số (đầu A): đầu Op-amp thứ IC - Chân số (đầu vào đảo ngược A): đầu vào đảo ngược Op-amp thứ IC - Chân số (đầu vào không đảo ngược A): đầu vào không đảo ngược Op-amp thứ IC - Chân số (nối đất GND): Nối đất / âm tính cho hai Op-amp IC - Chân số (đầu vào đảo ngược B): đầu vào đảo ngược Op-amp thứ hai IC - Chân số (đầu vào không đảo ngược B): đầu vào không đảo ngược Op-amp thứ hai IC - Chân số (đầu B): đầu Op-amp thứ hai IC - Chân số (Vcc): cấp điện dương Op-amp IC h MÔ PHỎNG Nối chân A0 Arduino với chân A0 cảm biến.-Nối chân nguồn 5V Arduino với nguồn cảm biến Nối chân LCD RS sang chân kỹ thuật số 12 Arduino Nối chân LCD Kích hoạt sang chân kỹ thuật số 11 Arduino Nối chân LCD D4 sang chân kỹ thuật số Pin Arduino Nối chân LCD D5 sang chân kỹ thuật số Arduino Nối chân LCD D6 sang chân kỹ thuật số Pin Arduino Nối chân LCD D7 sang chân kỹ thuật số Arduino h KẾT QUẢ ĐO -Điều kiện sáng bình thường -Điều kiện sáng khơng bình thường Khi điều kiện thiếu ánh sáng, cảm biến ánh sáng cho giá trị điện áp cao, để bóng đèn hoạt động Cịn điều kiện ánh sáng đầy đủ, cảm biến ánh sáng cho giá trị điện áp thấp khơng đủ để thắp sáng bóng đèn h CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ DÀNH THỜI GIAN! h