智能温室大棚的设计(17)
发布时间:2021-06-05
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图3-3 CC2530最小系统电路
3.2 数据采集电路设计
3.2.1 温湿度测量电路设计
温度传感器种类众多,按照输出信号的类型有模拟传感器与数字传感器之
分,模拟传感器有热电阻、热电偶等无源传感器,数字温度传感器常用的有
DALLAS生产的DS18B20等。模拟传感器需要用信号调理电路对信号进行初步
的处理,然后利用模数转换器(ADC)将模拟信号转化成数字量送至处理器进
行进一步的运算处理;数字传感器直接输出数字信号,微控制器只需给一定的
信号读取传感器内部寄存器中的数据即可。相比模拟传感器,采用数字传感器
使得电路更加简单,成本有所下降且准确度高。本设计采用的温湿度传感器是
SHT10传感器。传感器实物如图3-4所示:
图3-4 温湿度传感器SHT10实物图
SHT10温湿度传感器是内部含有校准源数字信号输出的复合传感器。为了
确保传感器工作的可靠性与稳定性,采用CMOSens技术加工生产。传感器感知
外部环境变化进行数据处理时会自动调用存储在OTP内的校准系数对数据进行
校准,消除温漂等因素造成的误差,确保转换数据的准确性。传感器主要由电
容式聚合体测湿元件、能隙式测温元件、14位A/D转换器、串行接口电路组成。
因此,该传感器有响应快、高稳定性、高可靠性、高准确性、低功耗等优点。
传感器采用两根线的串行接口,一根为串行时钟线(SCK),保证微处理器与
传感器通信同步;另一根串行线为串行数据线(DATA),传感器的DATA端是
一个三态门,为避免信号的冲突,需要外部加一个上拉电阻。
SHT10的工作电压为2.4-5.5V。为了保证传感器工作的稳定,减少电源输
入带入的干扰,可以在VCC与GND端之间加100nF的去耦电容,滤除干扰。
串行接口引脚连接至微处理器,用于未处理器与传感器的通信。SHT10的电路
连接如图3-5所示:
图3-5 SHT10 电路连接图
3.2.2 光照强度测量电路设计
本设计使用GL75光敏电阻测量温室内的光照强度,光敏电阻是利用半导体
材料的光电效应制成的特殊电阻,它的电阻值与外界的光照强度有关,在黑暗
条件下,它的电阻值可达1~10兆欧称为暗阻,在强光照条件下(100Lux以下),
电阻值仅有几十至数百欧姆。光照度-电阻特性曲线如图3-6所示: