[发明专利]一种光照度变送器电路

说明书

技术领域

本发明一种光照度变送器电路，集光照度测量、4～20mA电流输出为一体，在智能化农业大棚、道路交通照明的智能控制等行业实现可见光照度的测量与变送。属于仪器仪表领域。

背景技术

在智能化农业大棚和道路交通照明的智能控制的实际应用中，光照度的测量是必要和基本的要求，需要根据测量到的光照强度的相对准确值来控制照明灯的点亮或断开；目前常用的测量光照的方案，往往是通过光敏电阻或光敏二极管来实现的，首先利用MCU的AD转换器来测量光敏电阻等两端的电压，然后将电压信号转为相对应的电阻值，再由电阻和光照曲线来估算出实际光照值，这样虽然可以对实际光照值进行测量，但测量值误差较大，且随温度变化而变化，数值不准确；同时由于MCU功耗较大，需要专门提供电源，至少需要4根线来实现光照对应电流的传送，增加了系统接线复杂度；这就对光照度的测量电路提出了更高的要求。

发明内容

本发明为了克服现有的光照度变送器测量误差大、功耗大、硬件成本高等缺陷，设计一种集光照度测量、4～20mA电流输出为一体，在智能化农业大棚和道路交通照明的智能控制中使用的一种光照度变送器电路。其技术是这样实现的：包括MCU模块、照度测量模块、低通滤波模块、驱动模块、保护模块和电源模块在内的结构组成，其特征在于：MCU模块与照度测量模块通过I2C总线相连，MCU模块输出的PWM信号与低通滤波模块相连，低通滤波模块与驱动模块相连，驱动模块与保护模块相连，驱动模块的小功率输出电源经电源模块变换后，为各模块提供电源，MCU模块根据从照度测量模块读到的照度值，输出占空比与照度值成比例的PWM信号，并根据实际情况加以校正；其实现电路为，U1的15脚与U2的6脚相连，并通过电阻R4上拉到3.3V，U1的14脚与U2的4脚相连，并通过电阻R5上拉到3.3V，U1的13脚与U2的5脚相连，U1的9脚与滤波电阻R1相连，滤波电阻R1的另一端与滤波电容C9相连，C9的另一端接电源GND，滤波电阻R1与滤波电容C9的公共端连接压流转换电阻R2的一端，R2的另一端接入U3的2脚，U3的1脚与U3的2脚之间还连接偏置电阻R3，U3的8脚产生5V电源，连接到U4的1脚和3脚，转换为3.3V电源，由U4的5脚输出，U4的5脚与U1的1脚和U2的1脚连接在一起，U1的20脚、U2的2和3脚、U3的3脚和U4的2脚相连，作为电源GND，U3的5脚接入三极管Q1的发射极，U3的6脚接入Q1的基极，U3的7脚除接入Q1的集电极，同时还连接TVS二极管D1的K极与二极管D2的K极，D1的A极接U3的4脚和二极管D3的A极，二极管D2的A极接24V电源的正端，二极管D3的K极作为4～20mA电流的负输出端；所述的MCU模块U1由16位低功耗单片机MSP430G2553组成；所述的照度测量模块U2由高精度TSL2561T组成；所述的低通滤波模块由滤波电阻R1与滤波电容C9组成；所述的驱动模块由压流转换电阻R2、偏置电阻R3、三极管Q1与电流环芯片U3组成；所述的保护模块由TVS二极管D1与二极管D2、D3组成；所述的电源模块由LDO芯片U4组成。

实施该技术后的优点和效果在于:克服了以往光照度变送器测量误差大、功耗大、驱动能力弱等缺陷，用集成光照度传感器代替光敏电阻，测量准确度大大提高，采用了低功耗器件，系统消耗能源大大降低，同时电流变送输出用2根线代替4根线，连接简单方便，减小了出错概率，也易于设备的维护；是一种实用性很强的光照变送器电路。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明进一步说明：