NXT亮度传感器电路原理是什么

阳光不锈

哪位高手能帮忙分析一下NXT亮度传感器的电路工作原理，下面q1an9方给出的电路图，后面是接口定义，我实在看不明白，只有5号引脚，怎么实现检测亮度值的？一般检测模拟量就是将其变成电压值，可是5号引脚不是控制led亮灭的吗？怎么能够接收光敏三极管的电压值变化？

阳光不锈

我就是想如果弄明白了，就可以自己做电路，将led更换成更亮的LED，或者蜂鸣器，当报警灯用，或者用作其它用途。这样就可以拓展NXT的娱乐性了。

糖伯虎

发光二极管+光敏三极管+ADC

chituxinxin

糖大说的不错，这个电路由三部分组成。1、由D1和Q4等组成发光电路；2、由Q3和Q1a、Q1b等组成感光电路；3、由Q2a、Q2b等组成差动放大电路；J1接口的标识有问题导致你理解上出现歧义，1脚并不是严格上的Vcc，虽然它有为外接设备提供电压的功能，但其内部电路接的是ADC数据0线，即：当外接电路改变1脚电位时，经ADC数据0检测，可以实现输入检测功能。其他引脚功能，标注正确。如果想通过简单的原件替换是很难或不能实现其他功能的，因为电路中偏置电路的参数是为当前电路设置好的，改变其中的任何原件参数都会导致工作点漂移，从而无法实现正常功能。工作原理不同的元器件是不能替换的。（本文如有谬误之处，还请高手指教。）

zym

楼主的想法还是很好的。搞清接口的各个功能，就可以自己设计制作各种“头子”，增加玩乐高的趣味性，也提高了自己的技术水平。

阳光不锈

chituxinxin 发表于 2014-9-15 09:54
糖大说的不错，这个电路由三部分组成。1、由D1和Q4等组成发光电路；2、由Q3和Q1a、Q1b等组成感光电路；3、 ...

多谢指点，不过还有很多地方不不明白。那如果我只保留led发光电路，放大及光敏三极管电路删除，还能正常工作吗？还有，我想让一号口作为电源电压输出，该怎么办呢？我记得5v引脚电流也就十几毫安，我想驱动高亮度的led和蜂鸣器，需要的电流比较大，如果1号脚能够作为电源引脚就好了。

阳光不锈

糖伯虎 发表于 2014-9-14 22:44
发光二极管+光敏三极管+ADC

发光二极管高低电平控制亮灭我知道，就q1an9敏电阻放大这个地方不明白，为什么搞的这么复杂呢，我如果自己做用这种简单的电路行吗？

chituxinxin

第一个问题，只保留led（包含偏置电路在内的）发光电路，理论上是这部分电路是能够独立工作的。（具体可能需要测试和调整）。第二个问题，如果想驱动大功率的led或蜂鸣器，nxt内部电路无论是1脚还是4脚都无法承受所需电流。有两个解决方案，但是都有一个限制条件。方案一，将所驱动的大功率原件改装为有源器件，实现外接电源单独供电方可。方案二，使用输出接口（即：电机接口A/B/C之一）作为输出，这样在1安培以内的器件可以直接驱动，但是输出接口输出的是PWM脉宽调制信号，需要转换电路将PWM信号转换为直流驱动信号才能实现该功能。以上两个方案即使在电路设计上都获得成功还有一个限制条件，就是要有相应的软件支持才能使电路受控并正常运转。（如有其它好办法，还请高人指点）

糖伯虎

阳光不锈 发表于 2014-9-16 15:11
发光二极管高低电平控制亮灭我知道，就q1an9敏电阻放大这个地方不明白，为什么搞的这么复杂呢，我如果自 ...

可以

chituxinxin

阳光不锈 发表于 2014-9-16 15:11
发光二极管高低电平控制亮灭我知道，就q1an9敏电阻放大这个地方不明白，为什么搞的这么复杂呢，我如果自 ...

如果你想设计能与乐高nxt接口兼容的传感器需要符合两个标准，硬件接口标准和软件接口标准。硬件接口如上图的J1 Modular .拿光亮传感器来说，它自备led光源受控于nxt 软件，能使传感器性能更稳定，以弥补自然光照不足，或在亮差较大环境下影响检测值。感光电路主要针对自身led光源照射到物体的反射值进行处理，将数值传到下一级电路，从而达到检测传感的目的。而后级放大电路是实现将感光电路传来的检测值转变成可供nxt识别的ADC数据信号。这样硬件接口完成。接下来的任务由软件接口完成，由硬件接口输入的ADC数据信号是要通过软件程序进行识别分析，才能根据相应的反馈项（反馈数据或反馈值）进行处理或驱动其他程序进行操作。同时，软件也控制光亮传感器中的led,只有在工作状态下才会发光。总之，硬件接口通过6根线已经扩展很多传感器，如大家熟悉的：触控传感器、语音传感器、超声波传感器、陀螺仪传感器、色彩传感器等等。在这些硬件传感器的背后，还要有软件的支持，才能让各种传感器实现相应的功能。

阳光不锈

chituxinxin 发表于 2014-9-16 22:10
如果你想设计能与乐高nxt接口兼容的传感器需要符合两个标准，硬件接口标准和软件接口标准。硬件接口如上 ...

多谢指教，我现在先从简单的开始好了，我现在做一个led大灯，插在A端口上，正负极接MA0和MA1，（还没试行不行）。不过这样的话一个端口只能控制一个东西，太浪费了，我想外接单片机，A端口的用5，6引脚给单片机发送命令，然后让单片机实现诸如蜂鸣器响，led闪烁等效果，这样能够实现吗？看马达原理的话，5，6引脚是作为信号输入用的，不知能不能做信号输出用。这只是后后期的一个想法，等先学了labview再做。

chituxinxin

我这边没有马达部分的电路图纸，不过根据这个接口的数据线可以进行一下简单的分析，1脚MA0和2脚MA1是控制电机正反转的输出线，很有可能是两条相互配合的pwm控制信号。3脚GND和4脚POWERMA-4.3V是给马达内部光电计数检测电路提供偏置供电。5脚TACHOA0和6脚TACHOA1q1an9电计数器的检测信号的输入端，实现角度控制。目前的电路中5脚和6脚只能作为单项输入接收端，无法实现输出控制功能。1脚和2脚输出电压为9V，电流为700mA---1A。利用这个输出可以驱动一些功率相对较大的简单电路（这个电路还是必须有相应的驱动软件才能实现），但无法实现控制带有单片机的复杂电路。总结，nxt的传感器输入接口具有较强的双向数据通信和控制能力，可以实现对一些复杂电路进行控制，但无法驱动较大功率的电路。nxt的马达输出接口可以驱动功率较大的原件，但通讯能力较差，无法实现对复杂电路的控制。建议：与其受限于乐高的软硬件接口，还不如制作独立的特定功能电路，将控制开关设计成乐高机械结构可以轻易实现控制的机械触控开关等形式，这样更容易实现。

阳光不锈

chituxinxin 发表于 2014-9-17 12:23
我这边没有马达部分的电路图纸，不过根据这个接口的数据线可以进行一下简单的分析，1脚MA0和2脚MA1是控制电 ...

独立电路呀，看来也只能这样了

leon燕子

我也在自己做光感啊 过两天弄好了交流一下 电路组成很简单的

守候者

有没有想过，用 开关接触器 来做点什么