传感器课程设计-- 公共汽车门是否关闭检测装置

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1、 传感器课程设计报告书传感器课程设计报告书 课题名称课题名称 公共汽车门是否关闭检测装置公共汽车门是否关闭检测装置 姓姓 名名 学学 号号 院院、系系、部部 电气工程系电气工程系 专专 业业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 指导教师指导教师 20132013 年年 1 1 月月 3 3 日日 20092009级传感器级传感器 课程设计课程设计 公共汽车门是否关闭检测装置公共汽车门是否关闭检测装置 一、设计目的一、设计目的 利用与非门与 3 片霍尔传感器构成车门状态指示电路， 用来实现检测汽车车 门是否关好，以保证行车安全。 二、设计要求二、设计要求 1 13 片霍尔传感器分别装在汽车的三

2、个门框上，当车门开着时，磁钢远离霍 尔传感器，故霍尔传感器输出高电平；门 1、门 2、门 3 只要有一个门开着，就 有一个霍尔传感器输出高电平，后续或非门输出低电平，红灯亮（LED）表示车 门未关好。 2.2.当绿灯亮，表示车门全关好，司机可以放心开车。 三、设计的相关元件介绍和使用三、设计的相关元件介绍和使用 3.13.1 霍尔效应霍尔效应 所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生 横向电位差的物理现象。如果在一块矩形半导体薄片上沿 x 轴方向通以电流，在 z 轴方向上加磁场 B，则在垂直于电流和磁场的方向(即 Y 轴方向)上产生电势差 VH，这一现象称为霍尔效应。

3、VH 称为霍尔电压。产生霍尔效应的原因是形成电 流的做定向运动的带电粒子即载流子（N 型半导体中的载流子是带负电荷的电 子，P 型半导体中的载流子是带正电荷的空穴）在磁场中所受到的洛伦兹力作用 而产生的。 图 3-2-1 霍尔效应原理图 3.2 3.2 霍尔传感器霍尔传感器 本设计采用的霍尔元件是 OH137。 OH137 霍尔开关电路是为了适用客户低成本高性能要求开发生产的系列产 品， 其应用领域广泛， 性能可靠稳定。 电路内部由反向电压保护器、 电压调整器， 霍尔电压发生器，差分放大器，史密特触发器和集电极开路输出级组成，能将变 化的磁场讯号转换成数字电压输出。 该产品的特点是其一致性好、

4、灵敏度可按照客户要求定制、电路可和各种逻 辑电路直接接口，可实现很多功能，如无触点开关、位置检测、速度检测、流量 检测等。 本设计采用此霍尔元件来检测公共汽车的门是打开和关闭状态。 (a) (b) 图 3-2-2 霍尔传感器外观图(a)和引脚图（b） 1引脚 1 接高电平 12V 高电平 2引脚 2 接地 3引脚 3 输出电压 3.33.3 三极管三极管 80508050 8050 是常见的 NPN 型小功率晶体三极管，在各种放大电路中经常看到它， 应用范围很广，主要用于高频放大。 8050 三极管的类型是开关型，其材料是硅，最大集存器电流为 0.5 A，直流 电增益为 10 to 60，功耗

5、为 625 mW，最大集存器发射电（VCEO）为 25，频率为 150 KHz。 本设计中用三级管作为开关管，使电路处于开通或关断状态。工作时，保证三 极管 Ube=0.7v 3.4 3.4 发光二极管发光二极管 发光二极管简称为 LED。由镓与砷、磷的化合物制成的二极管，当电子与空 穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为 指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿 光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常简写为 LED。发光二 极管与普通二极管一样是由一个 PN 结组成，也具有单向导电性。当给发光二

6、极 管加上正向电压后，从 P 区注入到 N 区的空穴和由 N 区注入到 P 区的电子，在 PN 结附近数微米内分别与 N 区的电子和 P 区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。 不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。 当电子和空穴复合时释放 出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红 光、绿光或黄光的二极管。 本电路中发光二极管的作用是显示公交门的开与关的状态。 若公交门开则显 示红色，反之则选择绿色。 二极管的参数选择 编辑本段限流电阻计算公式 R=（EUF）/IF。 式中 E 为经过保护电阻分压后的电压， UF 为 LED 的正向压降， IF 为 LED 的一般工作电流，LED（红色）工作电压是 22.3v，LED（绿色）工作电压 是 33.2v。工作电流是 IF=2