本實(shí)用新型涉及一種開(kāi)關(guān)控制電路，特別是一種帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路，及包含該電路的簡(jiǎn)易照度計(jì)和攝像機(jī)。

背景技術(shù)：

在安防行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)產(chǎn)品，由于需要白天彩色成像，晚上通過(guò)紅外LED補(bǔ)光進(jìn)行黑白成像。這樣需要一種光敏器件檢測(cè)光線的變化，進(jìn)而進(jìn)行后續(xù)的相關(guān)控制操作。

傳統(tǒng)光感應(yīng)方法，如圖1所示，當(dāng)光線從弱到強(qiáng)大于A點(diǎn)的時(shí)候進(jìn)行紅外LED關(guān)閉等動(dòng)作；當(dāng)光線由強(qiáng)到弱變化的時(shí)候進(jìn)行紅外LED開(kāi)啟等動(dòng)作。但是這種方法有很多的弊端，比如當(dāng)環(huán)境光源照度來(lái)回變化的時(shí)候，造成紅外LED在不停的來(lái)回開(kāi)啟和關(guān)閉。

目前業(yè)界采用圖2所示的改進(jìn)后的帶有遲滯作用的方案解決外接光線不穩(wěn)定，造成紅外LED來(lái)回切換的問(wèn)題。當(dāng)光線由弱變強(qiáng)的時(shí)候要高于B點(diǎn)才關(guān)閉紅外LED，當(dāng)光線由強(qiáng)變?nèi)醯臅r(shí)候要小于A才開(kāi)啟紅外LED。這樣當(dāng)外界光線變化的范圍不大于△的時(shí)候，就不會(huì)造成紅外LED來(lái)回切換的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)圖2的功能，圖3是現(xiàn)在常用的控制電路，D21是符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)的光敏三極管器件，U16是運(yùn)放器件，U16-1實(shí)現(xiàn)對(duì)光敏器件輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的放大，U16-2實(shí)現(xiàn)對(duì)光線切換點(diǎn)遲滯功能的實(shí)現(xiàn)。

圖3的方案主要是采用模擬運(yùn)放的方案實(shí)現(xiàn)，存在放大倍數(shù)以及切換點(diǎn)不容易精確控制的問(wèn)題。而且一旦硬件的器件固定下來(lái)，不能通過(guò)軟件的方式方便的修改切換點(diǎn)。由于光敏器件的電流受溫度影響比較大，這樣外界溫度變化的時(shí)候，也會(huì)影響電路的正確工作，導(dǎo)致送到放大電路的信號(hào)不穩(wěn)定不精確。另外外圍器件比較多，成本也較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提出一種光感應(yīng)遲滯控制電路及包含該電路的簡(jiǎn)易 照度計(jì)和攝像機(jī)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的放大倍數(shù)以及切換點(diǎn)不容易精確控制，外圍器件比較多，成本較高以及電路受外界溫度影響大等技術(shù)問(wèn)題。

為此，本實(shí)用新型提出一種帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路，包括：光線檢測(cè)電路，所述光線檢測(cè)電路用以檢測(cè)環(huán)境光源照度并輸出一相應(yīng)的電流信號(hào)；該帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路還包括依次連接的溫度補(bǔ)償電路、放大電路、微處理器、紅外LED；所述溫度補(bǔ)償電路將光線檢測(cè)電路輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定的電壓信號(hào)送給放大電路；放大電路將該電壓信號(hào)進(jìn)行放大后送給微處理器；微處理器將接收到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；再將該數(shù)字信號(hào)與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號(hào)以控制紅外LED的開(kāi)啟或關(guān)閉。

優(yōu)選地，光線檢測(cè)電路包括：VDD5V電源、電阻R2、光敏器件；所述電阻R2的一端與VDD5V電源相連，另一端與光敏器件相連；光敏器件的另一端分別與所述溫度補(bǔ)償電路以及放大電路相連。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述電阻R2采用1％精度、1/4W的電阻，在電路中起穩(wěn)壓作用，防止VDD 5V電源瞬間脈沖大電壓損傷光敏器件。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述光敏器件為電流式光敏器件，用來(lái)感應(yīng)環(huán)境光源照度變化，包括光敏二極管、光敏三極管、光電二極管。

優(yōu)選地，所述溫度補(bǔ)償電路包括：熱敏電阻RT1、電阻R1、電阻R3；所述熱敏電阻RT1的一端分別與光敏器件以及放大電路相連，另一端和電阻R1相連，電阻R1的另一端接地；電阻R3并聯(lián)在熱敏電阻RT1的兩端。

優(yōu)選地，所述放大電路包括：VDD3.3V電源、放大器、電阻R4、電阻R5；放大器的第3腳分別與溫度補(bǔ)償電路和光敏器件相連；放大器的第4腳分別與電阻R4、R5相連；電阻R4的另一端接地；電阻R5的另一端分別與放大器的第1腳和微處理器相連；放大器的第5腳與VDD3.3V電源相連，放大器的第2腳接地。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述放大器為單通道、高輸入阻抗、軌到軌輸入輸出電壓反饋型放大器。

優(yōu)選地，所述微處理器存儲(chǔ)有第一閾值A(chǔ)和第二閾值B；當(dāng)光線由弱變強(qiáng)，微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值大于第二閾值B時(shí)，微處理器發(fā)出控制紅外LED關(guān)閉信號(hào)；當(dāng)光線由強(qiáng)變?nèi)?，微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值小于第一閾值A(chǔ)時(shí)，微處理器發(fā)出控制紅外LED開(kāi)啟信號(hào)。

本實(shí)用新型還提出一種包含上述任一項(xiàng)所述的帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路的簡(jiǎn)易照度計(jì)，所述簡(jiǎn)易照度計(jì)還包括顯示控制器和顯示屏；所述顯示控制器分別與微處理器和顯示屏相連；所述微處理器還存儲(chǔ)有照度表，該照度表建立了光源照度與微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；顯示屏能夠顯示微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值以及與所述ADC數(shù)值對(duì)應(yīng)的光源照度值。

本實(shí)用新型還提出一種包含上述任一項(xiàng)所述的帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路的攝像機(jī)。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型的帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路，通過(guò)溫度補(bǔ)償電路將光敏器件檢測(cè)的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為更為準(zhǔn)確和穩(wěn)定的電壓信號(hào)；再經(jīng)過(guò)放大電路進(jìn)行同相比例放大，送入微處理轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號(hào)以控制紅外LED的開(kāi)啟或關(guān)閉，這樣切換點(diǎn)控制更加精確，可以解決自然光線以及紅外LED開(kāi)啟后反射紅外光對(duì)切換點(diǎn)控制的精確性，方便控制紅外LED的控制。

在本實(shí)用新型的優(yōu)選方案中，還具有如下有益效果：

可以將建立了光源照度與微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值一一對(duì)應(yīng)關(guān)系的照度表存儲(chǔ)在微處理器中，當(dāng)電路實(shí)時(shí)工作的時(shí)候，ADC的數(shù)值可以和微處理器預(yù)設(shè)中的數(shù)值進(jìn)行比較，可以查找到對(duì)應(yīng)的照度數(shù)值，照度值在顯示屏上顯示，這樣就可以作為一個(gè)簡(jiǎn)易的照度計(jì)使用。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)光感應(yīng)控制方法示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中帶有遲滯作用的光感應(yīng)控制方法示意圖；

圖3是現(xiàn)有技術(shù)中常用的光感應(yīng)遲滯控制電路示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例組成方框圖；

圖5本實(shí)用新型實(shí)施例電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式并對(duì)照附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說(shuō)明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

請(qǐng)參考圖4，圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路組成方框圖。

本實(shí)用新型首先提出一種帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路，包括：光線檢測(cè)電路，所述光線檢測(cè)電路用以檢測(cè)環(huán)境光源照度并輸出一相應(yīng)的電流信號(hào)；該帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路還包括依次連接的溫度補(bǔ)償電路、放大電路、微處理器、紅外LED；所述溫度補(bǔ)償電路將光線檢測(cè)電路輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆€(wěn)定的電壓信號(hào)送給放大電路；放大電路將該電壓信號(hào)進(jìn)行放大后送給微處理器；微處理器將接收到的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；將該數(shù)字信號(hào)與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號(hào)以控制紅外LED的開(kāi)啟或關(guān)閉。

請(qǐng)參考圖5，圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例光帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路圖。

如圖5所示，光線檢測(cè)電路包括：VDD5V電源、電阻R2、光敏器件；所述電阻R2的一端與VDD5V電源相連，另一端與光敏器件相連；光敏器件的另一端分別與所述溫度補(bǔ)償電路以及放大電路相連。

所述電阻R2采用1％精度、1/4W的電阻，在電路中起穩(wěn)壓作用，防止VDD5V電源瞬間脈沖大電壓損傷光敏器件。

所述光敏器件為電流式光敏器件，用來(lái)感應(yīng)環(huán)境光源照度變化，包括光敏二極管、光敏三極管、光電二極管。

溫度補(bǔ)償電路包括：熱敏電阻RT1、電阻R1、電阻R3；所述熱敏電阻RT1的一端分別與光敏器件以及放大電路相連，另一端和電阻R1相連，電阻R1的另一端接地；電阻R3并聯(lián)在熱敏電阻RT1的兩端。

光敏器件具有正溫度系數(shù)，溫度升高輸出電流加大。圖5中的電阻RT1是NTC(Negative Temperature Coefficient負(fù)溫度系數(shù))電阻，隨著溫度的增加電阻值減小。這樣當(dāng)溫度升高，光敏器輸出電流I加大，但是NTC RT1電阻減小，進(jìn)而等效的RP減小，這樣U＝I*RP的數(shù)值趨于恒定。

放大電路U1A包括：VDD3.3V電源、放大器、電阻R4、電阻R5；放大器的第3腳分別與溫度補(bǔ)償電路和光敏器件相連；放大器的第4腳分別與電阻R4、R5相連；電阻R4的另一端接地；電阻R5的另一端分別與放大器的第1腳和微處理器相連；放大器的第5腳與VDD3.3V電源相連，放大器的第2腳接地。

所述放大器為單通道、高輸入阻抗、軌到軌輸入輸出電壓反饋型放大器。

由于一般光敏器件輸出電流I較小，如果等效電阻RP過(guò)大，這樣U＝I*RP較容易受到干擾。一般RP的阻值不能取得很大，這樣造成U的數(shù)值一般較小。

U輸入到放大器的正相端，電阻R5和R4連接放大器的負(fù)相端和輸出端，構(gòu)成一個(gè)同相比例放大電路，這樣把U電壓進(jìn)行放大，U_OUT＝U*(1+R5/R4)。

微處理器存儲(chǔ)有第一閾值A(chǔ)和第二閾值B；當(dāng)光線由弱變強(qiáng)，微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值大于第二閾值B時(shí)，微處理器發(fā)出控制紅外LED關(guān)閉信號(hào)；當(dāng)光線由強(qiáng)變?nèi)?，微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值小于第一閾值A(chǔ)時(shí)，微處理器發(fā)出控制紅外LED開(kāi)啟信號(hào)。

U_OUT連接到微處理器芯片的ADC接口轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)就代表了當(dāng)前的光源照度。這樣就建立了光源照度和ADC數(shù)字化后數(shù)值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

請(qǐng)參考表1。表1是光源照度和ADC數(shù)字化后數(shù)值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系表。表1通過(guò)隨機(jī)選取7個(gè)光敏器件測(cè)試的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算平均值：2lx紅外LED關(guān)閉時(shí)測(cè)試ADC平均值是118，6lx紅外LED開(kāi)啟時(shí)測(cè)試ADC平均值是514。即：光源照度在2lx時(shí)，在不開(kāi)紅外燈的情況下，其7組ADC的平均值是118，可以設(shè)定彩色轉(zhuǎn)黑白的ADC值為115，其對(duì)應(yīng)的光源照度范圍在1.5lx～2.5lx之內(nèi)；光源照度在6lx時(shí)，開(kāi)啟紅外燈的情況下，其7組ADC的平均值是514.5，可以設(shè)定黑白轉(zhuǎn)彩色的ADC值為515，其對(duì)應(yīng)的光源照度范圍在5.5lx～6.5lx之內(nèi)。

這樣把微處理器預(yù)設(shè)的閾值A(chǔ)的數(shù)值定在118(2LX)，預(yù)設(shè)的閾值B的數(shù)值定在514(6LX)。當(dāng)光線由暗變亮，ADC實(shí)時(shí)數(shù)值大于B點(diǎn)數(shù)值時(shí)，微處理器發(fā)出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)關(guān)閉紅外LED；當(dāng)光線由亮變暗的時(shí)候，ADC數(shù)值小于A點(diǎn)數(shù)值時(shí)，微處理器發(fā)出開(kāi)關(guān)控制信號(hào)開(kāi)啟紅外LED。

表1光源照度和ADC數(shù)字化后數(shù)值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系表

帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路的工作過(guò)程是：

電路上電開(kāi)始工作后，光敏器件在光線的照射下，在光敏器件的輸出端有電流I輸出；

電流I流經(jīng)溫度補(bǔ)償電路RT1/R3/R1的等效電阻RP后產(chǎn)生電壓U＝I*RP；

該電壓信號(hào)經(jīng)放大電路同相比例放大后產(chǎn)生一輸出電壓U_OUT，U_OUT＝U*(1+R5/R4)；

電壓U_OUT連接到微處理器，經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換之后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；微處理器對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行遲滯點(diǎn)判斷，即：微處理器將該數(shù)字信號(hào)與預(yù)設(shè)的閾值A(chǔ)和B進(jìn)行比較，發(fā)出控制開(kāi)關(guān)信號(hào)控制紅外LED的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)光線由弱變強(qiáng)，微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值大于第二閾值B時(shí)，微處理器發(fā)出控制紅外LED關(guān)閉信號(hào)；當(dāng)光線由強(qiáng)變?nèi)?，微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值小于第一閾值A(chǔ)時(shí)，微處理器發(fā)出控制紅外LED開(kāi)啟信號(hào)。

本實(shí)用新型還提出一種包含上述任一項(xiàng)所述的帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路的簡(jiǎn)易照度計(jì)，所述簡(jiǎn)易照度計(jì)還包括顯示控制器和顯示屏；所述顯示 控制器分別和微處理器和顯示屏相連；所述微處理器還存儲(chǔ)有照度表，該照度表建立了光源照度與微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；顯示屏能夠顯示微處理器轉(zhuǎn)換后的ADC數(shù)值以及與所述ADC數(shù)值對(duì)應(yīng)的光源照度值。

表1的ADC數(shù)值可以存儲(chǔ)在微處理器的ROM中，當(dāng)電路實(shí)時(shí)工作的時(shí)候，ADC的數(shù)值可以和ROM中的數(shù)值進(jìn)行比較，可以查找到對(duì)應(yīng)的照度數(shù)值，照度值在顯示屏上顯示，這樣也可以作為一個(gè)簡(jiǎn)易的照度計(jì)使用。

本實(shí)用新型還提出一種包含上述任一項(xiàng)所述的帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路的攝像機(jī)。

本實(shí)用新型的帶有溫度補(bǔ)償?shù)墓飧袘?yīng)遲滯控制電路采用硬件和微處理器相結(jié)合的方法，光敏器件產(chǎn)生的電流流經(jīng)溫度補(bǔ)償電路后變?yōu)殡妷盒盘?hào)，經(jīng)過(guò)放大電路放大和ADC處理后，微處理器進(jìn)行遲滯點(diǎn)的判斷，進(jìn)而控制紅外LED的工作。具有電路受外界干擾小、數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、切換點(diǎn)控制精確的特點(diǎn)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的/優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，其還可以對(duì)這些已描述的實(shí)施例做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。