傳感器模塊通用控制電路演示板的製作方法

2023-11-04 13:34:17

本發明屬於電子技術領域，特別涉及一種傳感器模塊通用控制電路演示板。

背景技術：

傳感器英文名稱：transducer/sensor是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的特點包括：微型化、數位化、智能化、多功能化、系統化、網絡化。它是實現自動檢測和自動控制的首要環節。傳感器的存在和發展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。通常根據其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、溼敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。

傳感器模塊內部電路主要是電阻分壓和比較器比較輸出的過程，不同傳感器模塊敏感元件的接入位置不同，分壓電阻阻值不同。傳感器模塊的接線方式通常有四線制和三線制兩種，四線制的引線分別是：電源vcc，地gnd，數位訊號do,模擬信號ao。三線制的引線沒有模擬信號ao。

點陣板萬能板、洞洞板是一種按照標準晶片引腳間距100mil或2.54mm布滿焊盤、可按自己的意願插裝元器件及連線的印製電路板。

傳統的傳感器實驗通常使用臺式或箱式實驗箱，學生看不見實驗箱裡的器件及內部電路，只是通過實驗箱外部的插孔通過插接連線完成實驗，學生對實驗原理理解不深，實驗興趣不高。

技術實現要素：

本發明的目的在於設計一種結構簡單、使用方便、性能可靠、造價低廉的阻性傳感器通用控制電路演示板，通過綜合性傳感器模塊實驗電路設計，把多種傳感器模塊輸出的數位訊號經過多路撥碼開關後作為計數器的時鐘信號，通過計數器顯示傳感器模塊的輸出結果。

為實現上述目的，本發明採用如下技術方案：

傳感器模塊通用控制電路演示板，由點陣板、傳感器模塊、排針座、八路撥碼開關、d觸發器、模十計數器、bcd碼七段碼解碼器、一位數碼管、多諧振蕩器、電源端子，傳感器模塊有8個，傳感器模塊為三線制引線模式，8個傳感器模塊分別有3個管腳，這3個管腳分別是電源vcc、接地gnd、數字輸出do，排針座有8組，每組3個插孔，共計24個插孔，模十計數器、bcd碼七段碼解碼器和一位數碼管分別有2個，排針座、八路撥碼開關、d觸發器、2個模十計數器、2個bcd碼七段碼解碼器、2個一位數碼管、多諧振蕩器和電源端子全部焊接在點陣板上，8個傳感器模塊插在排針座上；

所述的8個傳感器模塊分別是光電測速傳感器模塊、輕觸開關傳感器模塊、振動傳感器模塊、火焰傳感器模塊、光敏電阻傳感器模塊、傾角傳感器模塊、溫度傳感器模塊和熱釋電傳感器模塊；

所述的電源端子輸出5v直流電源，電源端子的正負極分別連接8個傳感器模塊的電源vcc及接地gnd所對應的排針座的16個管腳；

所述的八路撥碼開關有16個管腳，每側8個，8個傳感器模塊的數字輸出do所對應的排針座上的8個引腳分別連接八路撥碼開關的輸入端，八路撥碼開關的8個輸出端連在一起連接d觸發器的輸入端，即d觸發器的第2管腳；

所述的多諧振蕩器為555多諧振蕩器，包括一個ne555晶片、兩個4700歐姆電阻、一個0.47微法電容和一個0.01微法電容，多諧振蕩器從ne555晶片3管腳輸出矩形脈衝作為d觸發器的時鐘信號；

所述的d觸發器為74hc74晶片，d觸發器有14個管腳，d觸發器的1管腳、4管腳、14管腳接電源端子的正極，d觸發器的7管腳接電源端子的負極，多諧振蕩器從ne555晶片3管腳接d觸發器3管腳，d觸發器的5管腳分別連接2個模十計數器的2管腳；

所述的2個模十計數器為74hc160晶片，2個模十計數器級聯構成模100計數器，每個模十計數器有16個管腳，其中第一個模十計數器為一位數碼管的個位計數器，第二個模十計數器為一位數碼管的十位計數器，d觸發器5管腳輸出信號作為2個模十計數器的同步時鐘信號，2個模十計數器的3管腳、4管腳、5管腳、6管腳、8管腳分別接電源端子的負極，2個模十計數器的1管腳、9管腳、16管腳分別接電源端子的正極，2個模十計數器的14管腳分別接2個bcd碼七段碼解碼器的7管腳，2個模十計數器的13管腳分別接2個bcd碼七段碼解碼器的1管腳，2個模十計數器的12管腳分別接2個bcd碼七段碼解碼器的2管腳，2個模十計數器的11管腳分別接2個bcd碼七段碼解碼器的6管腳，第一個模十計數器的7管腳、10管腳分別接電源端子的正極，第一個模十計數器的15管腳接第二個模十計數器的7管腳、10管腳；

所述的bcd碼七段碼解碼器為cd4511晶片，2個bcd碼七段碼解碼器分別有16個管腳，2個bcd碼七段碼解碼器的5管腳、8管腳分別接電源端子的負極，2個bcd碼七段碼解碼器的3管腳、4管腳、16管腳分別接電源端子的正極，2個bcd碼七段碼解碼器的13管腳分別接2個一位數碼管的7管腳，2個bcd碼七段碼解碼器的12管腳分別接2個一位數碼管的6管腳，2個bcd碼七段碼解碼器的11管腳分別接2個一位數碼管的4管腳，2個bcd碼七段碼解碼器的10管腳分別接2個一位數碼管的2管腳，2個bcd碼七段碼解碼器的9管腳分別接2個一位數碼管的1管腳，2個bcd碼七段碼解碼器的15管腳分別接2個一位數碼管的9管腳，2個bcd碼七段碼解碼器的14管腳分別接2個一位數碼管的10管腳；

所述的一位數碼管為一位共陰數碼管,2個一位數碼管的8管腳分別串聯一個470歐姆的電阻後接接電源端子的負極。

本發明的有益之處是：1、克服了傳統臺式或箱式傳感器實驗的缺點，加深學生對實驗原理的理解，提高學生實驗興趣，提高實驗的穩定性；2、如果直接選用傳感器敏感元件而不是傳感器模塊進行實驗，實驗過程太久，實驗結果也可能不穩定。

附圖說明

圖1傳感器模塊通用控制電路演示板結構示意圖；

圖2傳感器模塊通用控制電路演示板電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作具體說明。

參見圖1，傳感器模塊通用控制電路演示板由點陣板1、傳感器模塊2、排針座3、八路撥碼開關4、d觸發器5、模十計數器6、bcd碼七段碼解碼器7、一位數碼管8、多諧振蕩器9、電源端子10，傳感器模塊2有8個，傳感器模塊2為三線制引線模式，8個傳感器模塊2分別有3個管腳，這3個管腳分別是電源vcc、接地gnd、數字輸出do，排針座3有8組，每組3個插孔，共計24個插孔，模十計數器6、bcd碼七段碼解碼器7和一位數碼管8分別有2個，排針座3、八路撥碼開關4、d觸發器5、2個模十計數器6、2個bcd碼七段碼解碼器7、2個一位數碼管8、多諧振蕩器9和電源端子10全部焊接在點陣板1上，8個傳感器模塊2插在排針座3上；

參見圖2，所述的傳感器模塊2分別是光電測速傳感器模塊、輕觸開關傳感器模塊、振動傳感器模塊、火焰傳感器模塊、光敏電阻傳感器模塊、傾角傳感器模塊、溫度傳感器模塊和熱釋電傳感器模塊；

所述的電源端子10輸出5v直流電源，電源端子10的正負極分別連接8個傳感器模塊2的電源vcc及接地gnd所對應的排針座3的16個管腳；

所述的八路撥碼開關4有16個管腳，每側8個，8個傳感器模塊2的數字輸出do所對應的排針座3上的8個引腳分別連接八路撥碼開關4的輸入端，八路撥碼開關4的8個輸出端連在一起連接d觸發器5的輸入端，即d觸發器5的第2管腳；

所述的多諧振蕩器9為555多諧振蕩器，包括一個ne555晶片、兩個4700歐姆電阻、一個0.47微法電容和一個0.01微法電容，多諧振蕩器9從ne555晶片3管腳輸出矩形脈衝作為d觸發器5的時鐘信號；

所述的d觸發器5為74hc74晶片，d觸發器5有14個管腳，d觸發器5的1管腳、4管腳、14管腳接電源端子10的正極，d觸發器5的7管腳接電源端子10的負極，八路撥碼開關4的8個輸出端連在一起接d觸發器5的第2管腳，多諧振蕩器9從ne555晶片3管腳接d觸發器5的3管腳，d觸發器5的5管腳分別連接2個模十計數器6的2管腳；

所述的模十計數器6為74hc160晶片，2個模十計數器6級聯構成模100計數器，每個模十計數器6有16個管腳，其中第一個模十計數器6為一位數碼管8的個位計數器，第二個模十計數器6為一位數碼管8的十位計數器，d觸發器55管腳輸出信號作為2個模十計數器6的同步時鐘信號，分別連接2個模十計數器6的2管腳，2個模十計數器6的3管腳、4管腳、5管腳、6管腳、8管腳分別接電源端子10的負極，2個模十計數器6的1管腳、9管腳、16管腳分別接電源端子10的正極，2個模十計數器6的14管腳分別接2個bcd碼七段碼解碼器7的7管腳，2個模十計數器6的13管腳分別接2個bcd碼七段碼解碼器7的1管腳，2個模十計數器6的12管腳分別接2個bcd碼七段碼解碼器7的2管腳，2個模十計數器6的11管腳分別接2個bcd碼七段碼解碼器7的6管腳，第一個模十計數器6的7管腳、10管腳分別接電源端子10的正極，第一個模十計數器6的15管腳接第二個模十計數器6的7管腳、10管腳；

所述的bcd碼七段碼解碼器7為cd4511晶片，2個bcd碼七段碼解碼器7分別有16個管腳，2個bcd碼七段碼解碼器7的5管腳、8管腳分別接電源端子10的負極，2個bcd碼七段碼解碼器7的3管腳、4管腳、16管腳分別分別接電源端子10的正極，2個bcd碼七段碼解碼器7的13管腳分別接2個一位數碼管8的7管腳，2個bcd碼七段碼解碼器7的12管腳分別接2個一位數碼管8的6管腳，2個bcd碼七段碼解碼器7的11管腳分別接2個一位數碼管8的4管腳，2個bcd碼七段碼解碼器7的10管腳分別接2個一位數碼管8的2管腳，2個bcd碼七段碼解碼器7的9管腳分別接2個一位數碼管8的1管腳，2個bcd碼七段碼解碼器7的15管腳分別接2個一位數碼管8的9管腳，2個bcd碼七段碼解碼器7的14管腳分別接2個一位數碼管8的10管腳；

所述的一位數碼管8為一位共陰數碼管，2個一位數碼管8的8管腳分別串聯一個470歐姆的電阻後接接電源端子10的負極。

電路板焊接好後，將八路撥碼開關4的某一路電路接通，即可演示對應傳感器模塊對數碼管的控制情況。