透射式能見(jiàn)度測(cè)量裝置系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) —電路圖天天讀（60）

　　能見(jiàn)度即目標(biāo)物的能見(jiàn)距離，是指觀測(cè)目標(biāo)物時(shí)，能從背景中分辨出目標(biāo)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(yīng)也日趨明顯，霧霾、沙塵暴等成為人們熱議的話題，國(guó)防工業(yè)生產(chǎn)和百姓日常生活都受到極大影響。加強(qiáng)空氣中CO2和能見(jiàn)度測(cè)量迫在眉睫。目前國(guó)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，而我國(guó)能見(jiàn)度測(cè)量?jī)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(cè)量裝置的設(shè)計(jì)方案，同時(shí)配備CO2 檢測(cè)功能。利用單片機(jī)控制，集測(cè)量、顯示于一體，儀器簡(jiǎn)單實(shí)用，測(cè)量結(jié)果一目了然。體積小易攜帶，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性好，靈活度大。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　該裝置硬件電路可分為信號(hào)采集電路、控制電路和顯示電路三部分。其中信號(hào)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(cè)信號(hào)。控制電路為信號(hào)放大電路和數(shù)據(jù)控制處理單元，用于對(duì)采樣到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。顯示電路包括能見(jiàn)度分級(jí)顯示電路、CO2 濃度顯示和報(bào)警電路，實(shí)時(shí)輸出結(jié)果，直觀反映當(dāng)前環(huán)境的能見(jiàn)度和CO2 濃度。電路圖如圖3所示。

　　信號(hào)采集電路

　　激光發(fā)射端采用發(fā)射峰值波長(zhǎng)為650.0 nm 紅光的激光發(fā)射管，微調(diào)儀用于對(duì)準(zhǔn)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(zhǎng)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(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)NE5532可調(diào)放大電路放大至0~3.5 V 范圍，送入單片機(jī)處理。可調(diào)放大電路使信號(hào)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(cè)試CO2 的濃度范圍在0~10 000 ppm，可探測(cè)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(zhuǎn)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(shè)計(jì)配置11.059 2 MHz 的晶振為主系統(tǒng)的工作時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)對(duì)能見(jiàn)度和CO2 數(shù)據(jù)的采集分析及對(duì)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(bào)警電路。其中能見(jiàn)度采集裝置采樣來(lái)的信號(hào)經(jīng)控制電路控制LED 燈顯示結(jié)果。為了更直觀表示能見(jiàn)度大小，該裝置將能見(jiàn)度由小到大設(shè)置為6 級(jí)顯示結(jié)構(gòu)，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(xiàn)。LCD1602字符型液晶顯示模塊是一種專門(mén)用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，單片機(jī)控制該模塊顯示CO2 濃度。當(dāng)能見(jiàn)度低于預(yù)先設(shè)定的某一值時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評(píng)分析：

　　本文提出了一種易于操作且參數(shù)可變的透射式能見(jiàn)度測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大氣能見(jiàn)度的分級(jí)檢測(cè)。在外界其他條件不變的情況下，能見(jiàn)度越低，感應(yīng)出的直流電壓越小。與此同時(shí)裝置加入了CO2 探測(cè)器，在測(cè)量大氣中能見(jiàn)度的同時(shí)能夠檢測(cè)環(huán)境中CO2 的含量。該裝置物理原理清晰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作且參數(shù)可調(diào)，同時(shí)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，加入其他不同的有害氣體傳感器，可以對(duì)大氣中的各種有害物質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。
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