机器视觉电路设计图集锦

　　TOP1 信号灯的线性LED驱动器电路设计攻略

　　电路说明：本应用笔记介绍了一款线性LED 驱动方案，用于驱动6串LED 信号灯，每串包含4只串联LED。每串LED 负载具有独立的阳极接点，阴极连接在一起。该电路采用汽车电池供电，　最低电压为10V，最高电压为28V，能够为每串LED 提供350mA 电流。由于使用共阴极架构，检流电阻必须放置在LED 串的阳极端。LED 驱动器（MAX16836）电流检测输入端的最大共模电压限制在4V，因此，检流电阻两端的电压必须经过电平转换，以地为参考，以符合驱动器的要求。一对 PNP 晶体管把LED 检流电阻的电压转换成以GND 为参考的电压，送入MAX16836电流检测引脚。下式提供了R1、R2、R3和R4 （电路图中U1部分）的计算。

　　图1. 驱动器设计原理图

　　当LED 串的电压处于最小值（7.6V），而输入电压处于最大值（28V）时，LED 驱动电路功耗最大，大于7W。仅通过电路板散热很难耗散如此大的热量，所以，在高输入电压情况下，必须使用低占空比（低至25%）的调光信号驱动 UNIVERSAL DIM 输入，以降低驱动器的功耗。

　　解读NCV70522汽车自适应前照灯系统电路

　　由于机械结构的限制，自适应前照灯系统（AFS）应用中，步进电机有时可能会堵转。一旦电机堵转，电子控制单元（ECU）将失去前照灯位置的跟踪信息并作出不恰当的反应，滋生极严重的安全问题，所以AFS 应用中堵转检测是必不可少的。通常可以通过电机的反电动势（BEMF）来判断电机堵转与否。BEMF 因电机速度、负载及供电电压的不同而变化。传统的步进电机驱动芯片无BEMF 输出，但包含内置堵转检测算法。客户仅可以在寄存器里设定固定的堵转认定临界值，这表示在真实道路条件下所有设定值都必须在工作之前“离线”预设，而不能适配真实工作条件。NCV70522微步步进电机驱动器透过SLA 引脚提供BEMF 输出，这表示它能实时进行停转检测计算，并根据不同条件来调节检测等级。

　　NCV70522是一款微步步进电机驱动器，用于双极型步进电机。这芯片通过I/O 引脚及SPI 接口连接至外部微控制器。NCV70522输出电流有多种选择。它根据“NXT”输入引脚上的脉冲信号以及方向寄存器［DIRCTRL］或“DIR”输入引脚的状态来转动下一个微步。这器件提供从满步到32微步的细分、由SPI 寄存器SM［2:0］来选择的7种步进模式。NCV70522包含SLA 的输出，可以用于堵转检测算法及根据电机的BEMF 来调节转矩和速度计算。典型应用电路图如图所示。

　　当系统上电时候，微控制器就会初始化，NCV70522复位。这些动作完成时，线圈电流及步进模式将被设定。然后电机驱动器将启用。NXT 脉冲将被发送实现转动电机。电机转速等于NXT 脉冲频率乘以步进细分模式的值。

　　在当今的工农业生产中，需要进行温湿度采集的场合越来越多，准确方便地测量温度变得至关重要。传统的有线测温方式存在着布线复杂，线路容易老化，线路故障难以排查，设备重新布局要重新布线等问题。特别是在有线网络不通畅或由于现场环境因素的限制而不便架设线路的情况下，给温湿度的数据采集带来了很大的麻烦。要想监测到实时的温湿度数据，就必须采用无线传输的方式对数据进行采集、发送、接收并对无线采集来的数据通过上位机进行处理，以控制并监测设备的运行情况，减少不必要的线路设备开支。

　　温湿度采集电路设计

　　DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。该传感器应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。图2所示为其温度采集电路。DHT11传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC 测温元件，可与高性能8位单片机相连接。校准系数以程序的形式储存在OTP 内存中，传感器内部在检测信号的过程中可调用这些校准系数。单线制串行接口可使系统集成变得简易而快捷，而且信号传输距离可达20m 以上。当连接线长度短于20m 时，应使用5kΩ上拉电阻，大于20m 时，应根据情况使用合适的上拉电阻。

　　无线发射、接收电路设计

　　nRF24L01是NORDIC 公司生产的一款无线通信芯片，采用FSK 调制方式，内部集成有NORDIC 自己的Enhanced Short Burst 协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度可以达到2 Mb/s。NORDIC 无线发射、接收芯片nRF24L01的电路原理图如图3所示。

　　nRF24L01是单片射频收发芯片，工作于2.4~2.5 GHz 的ISM 频段，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，输出功率和通信频道可通过程序进行配置。nRF24L01芯片的能耗非常低，以-5 dBm 的功率发射时，工作电流只有10.5 mA，接收时的工作电流只有18 mA，它具有多种低功率工作模式，节能环保，设计方便。nRF24L01无线收发模块的各管脚功能如表1所列，图4所示是nRF24L01与单片机连接时的电路图。

　　本无线发射接收模块需要的电源为1.9~3.6 V，本系统中采用3.3 V 直流电源来直接对无线发射接收模块供电，5 V 电源经。ASM1117-3.3芯片转换后可得到稳定的直流电源，其电源转换电路如图5所示。

　　串行通信模块

　　主机单片机接收到nRF24L01的数据后，经MAX232电平转换可实现单片机程序下载与升级，同时可实现单片机与PC 机（上位机）的通信，以便将显示数据信息通过此电路传送到PC 机，并存PC 机上显示，其串行通信电路如图6所示。

　　本文提出了一种针对无线数据传输问题的解决方案，该方案基于nRF24L01来设计无线温度采集系统。该系统采用低功耗、高性能单片机STC12C5A08S2和温湿度传感器DHT11来构成多点、实时温湿度监测系统，最后在PC 机上完成配置、显示和报警等功能。该系统使用方便，扩展十分容易，可广泛应用于各种工农业生产和养殖等场合。