《3. 利用傳感器制作簡單的自動控制裝置》知識清單

《3.利用傳感器制作簡單的自動控制裝置》知識清單一、傳感器的簡單回顧1、傳感器是什么傳感器就像是我們的感覺器官一樣，它能夠感受諸如力、溫度、光、聲、化學成分等被測量，并能把它們按照一定的規(guī)律轉換為便于傳送和處理的電信號等。比如說溫度傳感器，就可以把溫度這個信息轉化成電信號，這樣我們的設備就能“知道”溫度是多少啦。2、傳感器的組成一般由敏感元件、轉換元件和轉換電路三部分組成。敏感元件就像探測器，先感受被測量；轉換元件呢，負責把敏感元件探測到的東西轉換成電信號之類的；轉換電路則是對這個電信號進行處理，讓它變得更適合被使用。二、利用傳感器制作簡單自動控制裝置的基本原理1、控制思路我們要根據(jù)想要控制的對象和控制的條件來設計。比如說，我們想做一個自動控制室內溫度的裝置，那控制對象就是室內溫度，控制條件可能就是保持在25攝氏度左右。首先要確定用什么傳感器來檢測我們需要的量。對于溫度控制，那當然就是溫度傳感器啦。2、信號處理傳感器得到的信號可能不能直接用來控制，需要進行處理。就像溫度傳感器得到的電信號可能只是一個變化的電壓值，我們得把這個電壓值換算成對應的溫度值，這就需要一些電路或者程序來幫忙啦。我們可能還需要設置一個比較器之類的東西。比如說在溫度控制中，如果檢測到的溫度高于25攝氏度，就需要發(fā)出一個信號讓制冷設備工作；如果低于25攝氏度，就發(fā)出信號讓制熱設備工作。這個比較器就是來做這種判斷的。三、制作簡單自動控制裝置的實例1、光控路燈傳感器：這里我們用光敏傳感器。它能夠感受到光線的強弱。工作原理：白天的時候，光線強，光敏傳感器得到一個信號，這個信號經(jīng)過處理后，告訴路燈控制器，路燈不需要亮，就把電路斷開；到了晚上，光線弱了，光敏傳感器又得到一個信號，經(jīng)過處理后，路燈控制器就把電路接通，路燈就亮起來了。這里面還涉及到信號的放大、整形等操作。因為光敏傳感器得到的信號可能很微弱或者不太規(guī)則，需要經(jīng)過電路把信號處理得更合適。2、水位自動控制系統(tǒng)傳感器：采用水位傳感器。工作原理：當水箱里的水位低于某個設定值的時候，水位傳感器檢測到這個情況，發(fā)出信號。這個信號經(jīng)過處理后，啟動水泵開始抽水。當水位達到設定的上限值時，水位傳感器又發(fā)出信號，經(jīng)過處理后，讓水泵停止抽水。四、調試與改進1、調試的重要性制作好的自動控制裝置可能一開始不能很好地工作。就像我們剛做出來的光控路燈，可能白天也會閃一下，或者晚上亮得很晚。這時候就需要調試啦。調試就是要檢查各個部分是否正常工作，比如傳感器是否準確檢測，信號處理是否正確，控制部分是否按照我們的想法進行操作。2、改進的方向如果發(fā)現(xiàn)傳感器檢測不準確，可能要換一個更靈敏或者更合適的傳感器。比如在水位控制系統(tǒng)中，如果發(fā)現(xiàn)水位波動很大的時候傳感器就不準確了，那就可能要換一種對水位變化更穩(wěn)定檢測的傳感器。信號處理部分如果出現(xiàn)問題，可能要調整電路參數(shù)或者修改程序。比如光控路燈的信號處理電路可能讓路燈亮滅的臨界值設置得不太對，那就要調整這個臨界值對應的電路參數(shù)或者程序中的數(shù)值。習題：請簡要說明制作一個濕度自動控制裝置的基本思路。答案：首先確定控制對象是濕度，然后選擇合適的濕度傳感器來檢測濕度。傳感器檢測到濕度后得到一個信號，這個信號需要經(jīng)過處理，比如轉換為對應的濕度數(shù)值。接著設置比較器，確定一個合適的濕度范圍，比如濕度低于40%時，發(fā)出