光电耦合器（PhotoCoupler）-Read.pptVIP

传感器原理与应用 【电子系统设计综合实践 】讲座 2007.10.14(Sun.) (7:20-9:00PM) 自动化系 检测与电子技术研究所 副教授 曹丽 caoli@tsinghua.edu.cn 内容 本次大赛要不要传感器？ 要什么样的传感器？ 大赛比什么？ 机器人中的传感器应用例 移动机器人的一些具体技术 传感器与微机的接口 晶振不振为什么？ 本次大赛要不要传感器？ 主动和被动 active/passive 远程和现场 remote/in field 独立和依赖 stand alone/system binding 实时和延时 real time/delay time 位置和姿态 position/attitude 要什么样的传感器？ 寻线检测：反射型光电传感器 就位、障碍检测：接触、限位开关 电机转动量检测：透射型光电传感器 大赛比什么？ 比创意 制定方案、策略、目标 展示创意 比技术 软件硬件制作和调试的规范化 （模块化设计、全局参数、制作调试模块或工具） 可靠、实用、高效的技术 Sensors　in AIBO　 SONY AIBO Entertainment Robot Sensors, Motors and Computer Control Eye Lamp (happy, angry, sad) Tail Lamp (processing status) CMOS Image Sensor, Microphone Speaker and touch sensors =Web Camera, Wireless LAN 辨识声音方向和跟踪机器人 两足机器人 机器人传感器 位置、位移传感器: 位移量，位置和姿态，接近开关 力学量传感器: 力，扭矩，摩擦力 运动量传感器: 速度，加速度 伺服技术和传感器: 相关执行器 传感器的种类 开关式传感器: ON/OFF，接近开关 电阻式传感器: 应变片，热敏电阻，光敏电阻等 电容式，电感式: 差动电容，差动变压器等 有源传感器: 光敏二极管、压电薄膜、热电偶等 数字式传感器: 编码器，光标尺，磁标尺，频率计等 超声波传感器，压力传感器，加速度传感器， 图象传感器，彩色传感器， 气体传感器，温度湿度传感器，流量传感器， 指纹识别，人体（红外）检测， … ＝》光电传感机理 光电效应photo-electric effect 机器人跟踪排队----传感与控制机制 全方向发光柱的设计 巡线机器人、自动搬运车 最后一个“公主点” 2006 巡线驱动（1） 巡线驱动（2） 机器人的控制策略 （红外LED，PT）阵列 发射和接收的调制和解调 反射型光电耦合器的巡线设计要点 小车基本动作的测试要点 热血棒球’2007 光电器件外观 LED，PD Photo Coupler 光电耦合器 （Photo Coupler） 左中右式路面反射光检测（例） 左中右式反射光检测电路（例） 增量码盘及转速测量 基于双轴转动的鼠标数字定位（例） 分辨正反的译码电路 正反方向检测和计数精度的提高 开关种类 开关颤动和去颤动器电路 RS触发器的内部结构和时序 微动开关控制LED灯的实验 MCU的结构组成及功能 MCU输出设备的连接 晶振为什么不振？ 撞击损坏 焊接损坏 过大电流（过大激励功率） 阻尼电阻过小或过大： ＝》减小电容量、改变阻尼电阻 起振冗余度不够：负性阻抗过小 晶振子和振荡电路的不匹配 音叉型晶振芯片 音叉型晶振片 AT型晶振片 音叉型晶振芯片的等效电路 晶振振荡所需电功率 流过晶振的电流I 晶振的等效电阻Re 負荷容量CL 晶振焊接温度 焊点温度和时间的规定 压电晶体的压电效应 音叉型晶振芯片的诞生 压电陀螺的检测原理 加油！ SP：单刀 DT：双掷 NO：常开 NC：常关 单一转换数字电路 传播延时 无颤动常开 微动开关 LED_1 LED_2 实验：逐次开关LED1， 开关一定次数后，点亮LED2 MCU数字输入设备的连接 注意： MCU引脚或 CMOS和TTL的 最大输出 或吸入电流 注意： MCU引脚或 COMS和TTL的 最大输出 或吸入电流 晶片厚度方向的振动， 振动频率是厚度T的函数： f=k/T * CMOS Image Touch Sensors Microphone Acceleration 多麦克 视觉 听力 测距 避障 … 　 压电开关 弯曲角度 速度、姿态 （压电陀螺） 热释电、 热电堆、热成象 光电子放射效应 photo-emitting effect 光电导效应 photo-conduc