任务介绍
本次任务属于Make Blocks第四期的任务三,有很多的分任务进行选择,我们本次选择的是任务三,要求设计一款光控开关模块,具体任务要求如下:
光敏电阻控制数字输出(光线阈值触发)
输入:光敏电阻
输出:数字信号
阈值调节:电位器可调
主要器件:需在DigiKey官网上有货且正常售卖
本次用的是LM393,打开得捷官网,搜索LM393,同类产品也是挺多的。
设计思路
目前的要求是设计一款环境模块,主要接口参考Grove的适配的接口,包括版型也是一样差不多的。
设计框图如下:
功能介绍
本次设计的是一个光控开关模块,通过数字接口进行状态显示,可以输出开关信号。
硬件介绍
我们本次设计的是光控开关模块,主要接口参考Grove的适配的接口。该光控开关模块旨在将对光敏感的光敏电阻而引起的电信号通过LM393的比较输出数字信号的电平,同时可以通过LED进行状态显示。LM393DR是一款双路电压比较器,采用SOP-8封装,工作电压范围宽(单电源2V~36V或双电源±1V~±18V),静态电流低(典型值0.8mA),输入失调电压小(2mV),输出兼容TTL/CMOS逻辑,适用于工业控制、电源监控等场景。其核心特性包括低输入偏置电流(25nA)和快速响应能力,输出为集电极开路结构,支持线与连接。基于LM393DR的光敏电阻光控开关电路设计,光敏电阻与电位器串联构成分压网络,接入比较器反相输入端(LM393的2脚),同相输入端(3脚)通过可调电位器设定阈值电压。当环境光减弱时,光敏电阻阻值增大,反相端电压低于阈值,比较器输出低电平(如驱动LED或继电器);光照增强时,光敏电阻阻值减小,反相端电压超过阈值,输出高电平关闭负载。电位器可调节触发灵敏度,实现白天自动关断、夜间开启的照明控制。
模块具备简单的接口设计,采用模拟电压输出形式,可以直接与外部的模拟数字转换器(ADC)。也支持数字接口输出,直接采集高低电平。
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
实物图
硬件调试
本次主要调试的是硬件部分,我们可以通过板子上的LED状态进行开关状态的效果展示,只要进行必要的供电就可以:
不遮挡时:
遮挡时:
心得体会
本次设计的模块对于硬件的来说相对还是比较简单的,输出的信号也是非常容易采集的信号,不过标准化的体积也是很小的,非常适合小型化的设备使用,封装都非常适合手动焊接。