一种能避免检测环境光线干扰的液位检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种能避免检测环境光线干扰的液位检测电路，包括单片机、晶体管Q、电子电位器和电压调节器；晶体管Q的基极与电压调节器的K端相连接；晶体管Q的集电极与被驱动LED的阴极相连接；晶体管Q的发射极与第二偏置电阻R2的一端相连接，第二偏置电阻R2的另一端与所述电子电位器的滑动端相连接，电子电位器的受控端与单片机的输出端相连；光电三极管的集电极还与比较整形模块的电压输入端相连接，比较整形模块的电压输出端与单片机的输入口相连接；单片机还与声光报警模块相连接。本实用新型专利技术具有能灵活控制测量光源亮度，实现较好测量适应的优点；本实用新型专利技术具有减小电路整体体积，便于测量系统安装的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种能避免检测环境光线干扰的液位检测电路
本技术涉及一种液位检测电路，具体是基于单片机实现检测与报警的液位检测电路。
技术介绍
实现液位自动检测的测量仪器应用非常普遍，很多工业领域都需要进行液位自动检测，实现液位自动检测的原理也各不相同，光电式液位检测由于可以不直接接触被测液体而被广泛采用。现有技术中的光电式液位检测电路多是基于555电路和其他分立器件实现检测控制，采用振荡元件实现声光报警，这导致了一些局限，例如调节光源亮度困难(针对某些被测液体需要采用亮度高的光源，或者根据测量环境光线明暗不同也需要采用不同亮度的测量光源)，这导致了测量过程的智能控制性不强，这导致了液位测量电路不能避免测量环境的光线干扰，也导致了液位测量电路不能适应各种透光性不同的被测液体；此外分立元件构成的测量电路使用元件数量多，电路结构复杂，因此硬件布线难度大，调试困难；此外不利于减小电路整体体积，这也与液位检测系统安装尺寸越小越好的原则相冲突。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本技术的目的是：怎样提供一种能灵活控制测量光源亮度，电路结构简单，有利于降低测量系统体积的液位检测电路。为了实现上述目的，本技术采用了以下的技术方案。一种能避免检测环境光线干扰的液位检测电路，其特征在于：包括单片机、晶体管Q、电子电位器、电压调节器和光电三极管；所述晶体管Q的基极与所述电压调节器的K端相连接，晶体管Q的基极还通过第一偏置电阻R1与电源正极VDD相连接；晶体管Q的集电极与被驱动LED的阴极相连接，所述被驱动LED的阳极与电源正极VDD相连接；晶体管Q的发射极与第二偏置电阻R2的一端相连接，第二偏置电阻R2的另一端与所述电子电位器的滑动端相连接；所述电子电位器的滑动端还与电子电位器的高电位端相连接，电子电位器的低电位端接地，电子电位器的受控端与单片机的输出端相连；所述电压调节器的R端与晶体管Q的发射极相连接；电压调节器的A端接地；所述光电三极管的集电极通过第三偏置电阻R3与电源正极VDD相连接，光电三极管的发射极接地；光电三极管的集电极还与比较整形模块的电压输入端相连接，比较整形模块的电压输出端与单片机的输入口相连接；单片机还与声光报警模块相连接。进一步的，所述比较整形模块主要由运算放大器构成。相比现有技术，本技术具有如下优点：本技术中，光电式液位检测电路的光源驱动部分电路由单片机和电压调节器为核心器件设计，能够对LED光源进行恒流驱动，并且可以灵活控制光源亮度，使得本技术能避免测量环境的光线干扰，并且适应各种被测液体，因此本技术具有能灵活控制测量光源亮度，实现较好测量适应的优点；此外本技术采用集成度高的器件实现测量与报警控制，因此具有减小电路整体体积，便于测量系统安装的优点。附图说明图1为本技术的电路结构图；图2为本技术使用方法示意图具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本技术光电式样液位检测电路由光源控制部分和光检测部分组成。(一)光源控制部分主要由恒流源部分和驱动电流通断控制部分。如图1所示，恒流源部分以TL431芯片为控制核心，以第一晶体管Q1和两个偏置电阻为外围元件。TL431是可控精密稳压源，内部含有一个2.5V的基准电压，它的输出电压用两个电阻就可以任意的设置到从2.5V到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中用它代替稳压二极管。封装形式与塑封三极管相同，具有三个管脚：参考极(通常也称为R端)、阳极(通常也称为A端)和阴极(通常也称为K端)。其原理在于，TL431芯片的R端电压恒定在2.5V，因此接在TL431芯片R端和地间的电阻中流过的电流是恒定的，也即是流经第一晶体管Q1的电流便由第二偏置电阻R2决定。第二偏置电阻R2阻值恒定则流经第一晶体管Q1的电流恒定，实现了恒流源输出。驱动电流的通断控制主要是为了实现对LED灯亮度的调节。如图1所示，驱动电流控制部分主要以单片机和电子电位器为控制核心。本技术中的单片机采用MSP430G2553芯片。电子电位器为X9C102芯片，X9C102是100阶数字电位器，最大阻值1KΩ，最小电阻40Ω，滑动增量10.1Ω，该电子电位器具有如下引脚：“增加输入引脚”，“升降输入引脚”，“高电位端VH”，“低电位端VL”，“地端VSS”，“滑动端VW”和“片选输入端”，其中“增加输入引脚”，“升降输入引脚”和“片选输入端”为电子电位器的受控端。在本技术中电子电位器的连接采用“变阻式”：“高电位端VH”和“滑动端VW”短接在一起，这样“低电位端VL”与“滑动端VW”两个点之间就形成一个电阻值可以改变的电阻了，并且阻值的大小可以通过单片机进行控制调整，也即是电子电位器的受控端均与单片机的输出端相连；具体工作原理可阐述为：单片机能控制电子电位器修改其阻值，具体的，增加输入引脚由下降沿触发，该引脚上出现的下降沿将使得滑动端VW朝内部计数器增加或减小的方向移动，升降输入引脚上的逻辑电平控制着电子电位器滑动端VW移动的方向；增加输入引脚和升降输入引脚的信号均由单片机提供，单片机实现对电子电位器阻值的控制修改。而驱动电流的大小是由电子电位器与第二偏置电阻R2串联所得总电阻决定的，具体的TL431芯片的R端电压恒定在2.5V，因此驱动电流的大小即是2.5V与“电子电位器与第二偏置电阻R2串联所得总电阻”的比值，例如第二偏置电阻R2设置为2KΩ，电子电位器设置在最小值40Ω，则驱动电流约为1.25mA，电子电位器设置在最大值1KΩ，则驱动电流约为0.83mA，驱动电流实现了灵活调整，实现了对LED亮度的灵活调节。当然根据实际使用的LED和电路系统整体设计需求(例如本技术可以用于各种光检测用光产生部分)，可以选择不同最大阻值、最小阻值的电子电位器。(二)光检测部分光检测部分电路主要包括光电三极管、比较整形模块和单片机。其电路连接关系是：光电三极管的集电极通过第三偏置电阻R3与电源正极VDD相连接，光电三极管的发射极接地；光电三极管的集电极还与比较整形模块的电压输入端相连接，比较整形模块的电压输出端与单片机的输入口相连接；比较整形模块的参考电压输入端可以由两个电阻串联分压得到，所分得电压可以由两个电阻阻值的比值决定。比较整形模块可以由运算放大器实现，例如可以采用如下结构运算放大器的负输入端通过一个分压电阻与电源正极相连接，运算放大器的负输入还端通过另一个分压电阻R与地相连接。显然，运算放大器的负输入端即是比较器模块的参考电位输入端(连个分压电阻之间的比值就决定了比较器模块的比较参考电位大小)，而运算发大器的正输入端则是比较器模块的信号输入端，运算放大器的输出端即比较整形模块的输出端单片机还与声光报警模块相连接。光检测部分工作原理比较简单：当光电三极管没有接收到光信号时，光电三极管的集电极电位较大，经比较整形模块处理后输出单片机可以处理的高电平。而当光电三极管接收到光信号时导通，集电极电位下降，经过比较整形模块处理后输出单片机能够处理的低电平。单片机收到相应电平后通过内部逻辑运算决定是否启动声光报警模块工作。本技术的使用方法是：如图2所示，将本技术的光源控制部分和光检本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能避免检测环境光线干扰的液位检测电路，其特征在于：包括单片机、晶体管Q、电子电位器、电压调节器和光电三极管；所述晶体管Q的基极与所述电压调节器的K端相连接，晶体管Q的基极还通过第一偏置电阻R1与电源正极VDD相连接；晶体管Q的集电极与被驱动LED的阴极相连接，所述被驱动LED的阳极与电源正极VDD相连接；晶体管Q的发射极与第二偏置电阻R2的一端相连接，第二偏置电阻R2的另一端与所述电子电位器的滑动端相连接；所述电子电位器的滑动端还与电子电位器的高电位端相连接，电子电位器的低电位端接地，电子电位器的受控端与单片机的输出端相连；所述电压调节器的R端与晶体管Q的发射极相连接；电压调节器的A端接地；所述光电三极管的集电极通过第三偏置电阻R3与电源正极VDD相连接，光电三极管的发射极接地；光电三极管的集电极还与比较整形模块的电压输入端相连接，比较整形模块的电压输出端与单片机的输入口相连接；单片机还与声光报警模块相连接。

【技术特征摘要】
1.一种能避免检测环境光线干扰的液位检测电路，其特征在于：包括单片机、晶体管Q、电子电位器、电压调节器和光电三极管；所述晶体管Q的基极与所述电压调节器的K端相连接，晶体管Q的基极还通过第一偏置电阻R1与电源正极VDD相连接；晶体管Q的集电极与被驱动LED的阴极相连接，所述被驱动LED的阳极与电源正极VDD相连接；晶体管Q的发射极与第二偏置电阻R2的一端相连接，第二偏置电阻R2的另一端与所述电子电位器的滑动端相连接；所述电子电位器的滑动端还与电子电位器的高电位端相连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹洪剑，
申请(专利权)人：重庆电子工程职业学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50