文档介绍：项目二光电传感器应用
任务二工件靠近检测
任务一自动语音迎宾
自动化控制元件及应用
高等教育出版社
任务三工件计数
任务四工件色差检测
任务一自动语音迎宾
【知识要点】
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【任务引入】
【任务要求】
【任务分析】
【任务实施】
【相关知识】
【任务拓展】
【任务测评】
【任务评价】
任务一自动语音迎宾
【知识要点】
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在各种商场、超市、个体精品店、照相馆、眼镜店、玩具店等各种店面,其门口经常会放置一个自动语音迎宾器(如图2-1-1),当顾客进门或从店面走过时,迎宾器就会说“你好,欢迎光临”。不仅礼貌,给人尊重感,主动打招呼的热情感觉,而且给人以强烈的好奇心和趣味性,也使顾客感受到了店主的热情,有一种受到重视的感觉,瞬间轻松了气氛。这种迎宾器也可在家庭或办公室作为感应门铃使用,只要客人进门光临,就会主动跟客人打招呼,活泼有趣。还能起到一定的防盗作用,当有窃贼偷窃商店或居室时,刚到门口就听到里面“你好,欢迎光临”的真切女声,本来胆怯的窃贼马上拔腿就跑。
【任务引入】
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图2-1-1 常见的红外线迎宾器外观
【任务要求】
本任务要求设计一款自动语音迎宾器,在系统通电的情况下,当有人在其前方经过时,迎宾器就会说“你好,欢迎光临”。
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【任务分析】
根据任务目标,迎宾器在有人经过的时候就会说“你好,欢迎光临”。其实就是要检测人体的活动,当有人体在其前方活动时,发出控制信号让音乐集成电路工作,驱动扬声器发出声音。要检测人体的活动,一般有两种方法,一是使用光敏电阻来检测光照强度的变化。因为当环境中有光源照射光敏电阻情况下,人体的活动会阻挡光线,引起光敏电阻的光照强度变小,导致光敏电阻的阻值变大。系统通过检测光敏电阻的阻值的变化则可以判断是否有人在前方活动。这种控制电路比较简单,成本较低,但必须在应用的环境有其它的光源支持,也容易引发误动作。比如自然光线的变化、风吹动窗帘、室内灯光的变化也可能引起控制电路触发语音发声。第二种方法是采用被动式热释电红外传感器来检测人体发出的红外线。热释电红外传感器是一种非常有应用潜力的传感器,它能检测人或某些动物发射的红外线并转换成电信号输出。在工作过程中不需要用灯光、红外线或电磁波等发射源,受环境的干扰较小,本身不发任何类型的辐射,器件功耗很小、价格低廉。还具有灵敏度高、感应范围大、隐蔽性好、性能稳定等优点。所以本任务选取热释电红外传感器来检测人体的活动比较合适。
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人体都有恒定的体温,一般在37度,所以会发出特定波长10微米左右的红外线,被动式热释电红外传感器就是靠探测人体发射的10微米左右的红外线而进行工作的。如图2-1-2所示就是一种常用的双元热释电红外传感器。采用双灵敏元设计,抑制环境温度变化产生的干扰,提高了传感器的工作稳定性。
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图2-1-2 热释电红外传感器
热释电红外传感器的输出信号还需要经过信号放大电路、电压比较器、延时电路才能输出到入下一级电路去控制应用。在传感器的前方还需要一个菲涅尔透镜来将红外线进行聚焦。为了方便搭建红外感应的电路,一些厂家利用热释电红外传感器设计生产出红外感应模块,如HC-SR501,其性能稳定,经济好用。HC-SR501模块接口简单,只有三个针脚。分别是5V电源、输出端、接地端。在静态时输出端输出低电平,当检测有到人体活动时,输出端输出高电平,并能保持一段时间。如图2-1-3所示,分别是盖上和揭下菲涅尔透镜的HC-SR501模块。从右方的图片可见,该模块安装在菲涅尔透镜下面的是一只LHI778热释电红外传感器。
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图2-1-3 盖上和揭下菲涅尔透镜的HC-SR501模块
迎宾器的语音功能可用音乐芯片来实现,为了简化接线,可选取内置了输出放大功能的音乐芯片。此类音乐芯片无需任何外围元件即可驱动扬声器发声。如图2-1-4所示,音乐芯片的输出端直接连接到小功率扬声器,,就会发出“你好,欢迎光临”的声音。当断开电源再重新接上后,会重新发出声音。HC-SR501模块在触发后输出的高电平不能提供足够的电流作为音乐芯片的工作电源,则需要一只9014三极管将电流放大,当模块输出高电平时,9014三极管导通,音乐芯片就能发出声音。
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