根據(jù)光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)光電綜合實(shí)驗(yàn)課程的需要,該文介紹了一種測(cè)量LED光空間分布的方法,并設(shè)計(jì)了一套基于PIC單片機(jī)的光照度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)以PIC單片機(jī)作為控制器,通過(guò)數(shù)字光照傳感器模塊采集LED光照度數(shù)值,通過(guò)IIC兩線串行總線傳輸給單片機(jī),單片機(jī)將接收到的光照度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為四位八段數(shù)碼管譯碼,再將譯碼通過(guò)IIC總線輸送給數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片,驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示光照度值。通過(guò)該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)LED光照度的采集,利用MATLAB對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到直觀的LED光空間分布圖形,即配光曲線。將該系統(tǒng)應(yīng)用到光電綜合實(shí)驗(yàn)中,可以加深學(xué)生對(duì)LED光空間分布測(cè)試方法的理解,掌握數(shù)據(jù)處理的方法,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用綜合知識(shí)的能力。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2020,37(08)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

采集模塊原理圖

顯示模塊電路如圖8所示，選擇具有IIC接口的TM1650芯片，該芯片性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、抗干擾性強(qiáng)、具有8級(jí)亮度設(shè)置的8段×4位顯示模式[7]。內(nèi)部集成有IO控制數(shù)字接口、數(shù)據(jù)鎖存器、LED驅(qū)動(dòng)器、鍵盤(pán)掃描、亮度調(diào)節(jié)等電路。由于芯片內(nèi)部集成了一個(gè)時(shí)鐘振蕩器電路和一個(gè)支持2.8～5.5 V電源電壓的上電復(fù)位電路，系統(tǒng)硬件的供電電壓已經(jīng)能夠滿(mǎn)足電壓需求，因此該模塊不需要電源電壓轉(zhuǎn)換電路，降低了硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性并且僅需要少量外圍設(shè)備就能執(zhí)行顯示功能。為防止工作在干燥環(huán)境而產(chǎn)生的靜電損壞芯片，可以在接口部分放置ESD靜電保護(hù)元件[8]。圖8中第1、5、6、7管腳為位選端，第8、9、11、12、13、14、15、16為段選端，第2、3管腳分別為IIC數(shù)據(jù)輸入端和時(shí)鐘輸入端。本文設(shè)計(jì)用單片機(jī)的IO口模擬IIC的時(shí)鐘與數(shù)據(jù)信號(hào)，通過(guò)TM1650驅(qū)動(dòng)四位數(shù)碼管。可在VCC與GND之間并聯(lián)一個(gè)104電容和一個(gè)470μF的電解電容，起濾波作用，防止電源電壓不穩(wěn)造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环�(wěn)定[9]。

實(shí)驗(yàn)裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要學(xué)生自己動(dòng)手組裝搭建實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行LED光空間分布特性測(cè)試。裝置如圖1所示，包括LED發(fā)射器、轉(zhuǎn)臺(tái)、導(dǎo)軌、光照度探頭和硬件電路模塊等。硬件電路模塊有電源模塊、單片機(jī)控制模塊、光照度采集模塊和光照度顯示模塊。電源模塊為其他模塊供電，單片機(jī)控制模塊通過(guò)程序控制顯示模塊和傳感器采集模塊工作，并可以通過(guò)按鍵調(diào)節(jié)量程，顯示模塊具有四位數(shù)碼管用來(lái)顯示光照度值。實(shí)驗(yàn)裝置的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)有：（1）光發(fā)射器。光源固定夾具，孔徑5 mm。（2）轉(zhuǎn)臺(tái)。轉(zhuǎn)臺(tái)可在水平方向自由旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0～360°，測(cè)量精度為1°。（3）光闌筒。又稱(chēng)平行光管，可以消除外界雜光，始端為直徑5 mm的光闌孔，末端安裝有光照度傳感器模塊。（4）傳感器模塊。傳感器靈敏度0.045 lux/LSB，最大流明測(cè)量值為188 000 lux。（5）導(dǎo)軌。長(zhǎng)度600 mm，兩側(cè)標(biāo)有刻度線。2 測(cè)量原理


本文編號(hào)：3409245