一种超微型光线传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超微型光线传感器，包括依次连接的主电路和辅助电路；主电路包括型号为L1110的超微型光线传感模块U1，以及分别与超微型光线传感模块U1连接的第一插针连接器P1和第二插针连接器P2；超微型光线传感模块U1与辅助电路连接。本实用新型所述超微型光线传感器，可以克服现有技术中使用寿命短、成本高和可靠性低等缺陷，以实现使用寿命长、成本低和可靠性高的优点。
【专利说明】一种超微型光线传感器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及通信【技术领域】，具体地，涉及一种超微型光线传感器。
【背景技术】
[0002] 无线传感器的组成模块封装在一个外壳内，在工作时它将由电池或振动发电机提 供电源，构成无线传感器网络节点，由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块 的微型节点，通过自组织的方式构成网络。它可以采集设备的数字信号通过无线传感器网 络传输到监控中心的无线网关，直接送入计算机，进行分析处理。如果需要，无线传感器也 可以实时传输采集的整个时间历程信号。监控中心也可以通过网关把控制、参数设置等信 息无线传输给节点。数据调理采集处理模块把传感器输出的微弱信号经过放大，滤波等调 理电路后，送到模数转换器，转变为数字信号，送到主处理器进行数字信号处理，计算出传 感器的有效值、位移值等。
[0003] 在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术中至少存在使用寿命短、成本 高和可靠性低等缺陷。 实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种超微型光线传感器，以实现使用 寿命长、成本低和可靠性高的优点。
[0005] 为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超微型光线传感器，包括依 次连接的主电路和辅助电路；所述主电路包括型号为L1110的超微型光线传感模块U1，以 及分别与所述超微型光线传感模块U1连接的第一插针连接器P1和第二插针连接器P2 ;所 述超微型光线传感模块U1与辅助电路连接。
[0006] 其中，所述超微型光线传感模块U1，具体包括电流源q，第一电容Ca、第二电容Ce、 第三电容Ci、第四电容Cr、第五电容Cl和第六电容C2,信号放大器A，数码管LED,发光二 极管VD，第一电阻R1、第二电阻Rp2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、 第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9,第一三极管VT1、第二三极管VT2和第三三极管 VT3 ;其中：
[0007] 所述电流源q、信号放大器A和数码管LED串联构成回路，第一电容Ca、第二电容 Ce和第三电容Ci分别并联在电流源q的两端，第四电容Cr并联在信号放大器A的两端； 数码管LED与发光二极管VD连接；
[0008] 所述第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5和第八电阻R8的第一连接端相连并 接直流正电源Eo,所述第二电阻Rp2、第四电阻R4、第六电阻R6和第九电阻R9的第二连 接端相连并接地，第二电阻Rp2的控制端和第二连接端相连；第一电阻R1的第二连接端与 发光二极管VD的阴极连接，发光二极管VD的阳极分别与第二电阻Rp2的第一连接端和第 一三极管VT1的基极连接；第五电容C1的两端分别与第二电阻Rp2的第一连接端和第二电 阻Rp2的第二连接端连接；第三电阻R3的第二连接端与第一三极管VT1的集电极连接，第 一三极管VT1的发射极与第四电阻R4的第一连接端连接、并经一电阻与第二三极管VT2的 基极连接；
[0009] 所述第二三极管VT2的集电极与第五电阻R5的第二连接端连接、并经并联的第七 电阻R7和第六电容C2后与第三三极管VT3的基极连接，第二三极管VT2的发射极分别与 第六电阻R6的第一连接端、第三三极管VT3的基极、第三三极管VT3的发射极和第九电阻 R9的第一连接端连接；第三三极管VT3的发射极与第八电阻R8的第二连接端连接、并作为 输出端Uo。
[0010] 进一步地，所述主电路，还包括一端与超微型光线传感模块U1的第1连接端和超 微型光线传感模块U1的第二连接端连接、另一端接地的第一电容C21，一端与超微型光线 传感模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接端连接、另一端接地的 第二电容C291，一端与超微型光线传感模块U1的第30连接端连接、另一端接地的第三电 容C301，一端与超微型光线传感模块U1的第31连接端连接、另一端接地的第四电容C311， 以及连接在超微型光线传感模块U1的第31连接端与第二插针连接器P2之间的第一电阻 R311。
[0011] 进一步地，所述辅助电路，包括一端分别与超微型光线传感模块U1的第28连接端 和超微型光线传感模块U1的第29连接端连接、另一端分别接地的第四电容C191、第五电容 C221、第六电容C251、第七电容C261和第八电容C1，以及一端与第八电容C1远离地的一端 连接、另一端与直流电源VDD连接的第一电感L1 ;
[0012] 所述第五电容C221与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传感 模块U1的第29连接端的公共端，还与超微型光线传感模块U1的第22连接端连接；第六电 容C251与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接 端的公共端，还与超微型光线传感模块U1的第25连接端连接；第七电容C261与超微型光 线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接端的公共端，还与超 微型光线传感模块U1的第26连接端连接。
[0013] 进一步地，所述辅助电路，还包括依次连接在超微型光线传感模块U1的第23连 接端与地之间的第九电容C231、第二电感L232、第三电感L233、第十电容C235和拨码开关 P3,连接在第九电容C231和第二电感L232的公共端与超微型光线传感模块U1的第24连 接端之间的第四电感L241，以及，一端与超微型光线传感模块U1的第24连接端和第四电感 L241的公共端连接、另一端接地的第i^一电容C241，一端与第二电感L232和第三电感L233 的公共端连接、另一端接地的第十二电容C232, 一端与第三电感L233和第十电容C235的公 共端连接、另一端接地的第十三电容C233。
[0014] 进一步地，所述辅助电路，还包括一端与超微型光线传感模块U1的第17端连接、 另一端接地的第十四电容C171，一端与超微型光线传感模块U1的第18端连接、另一端接地 的第十五电容C181，一端与超微型光线传感模块U1的第21端连接、另一端接地的第十六电 容C211，一端与超微型光线传感模块U1的第20端连接、另一端接地的第十七电容C201，以 及，一端与超微型光线传感模块U1的第27端连接、另一端接地的第二电阻R271。
[0015] 进一步地，所述辅助电路，还包括连接在第十七电容C201与超微型光线传感模块 U1的第20端的公共端与第十六电容C211与超微型光线传感模块U1的第21端的公共端 之间的第一晶振XI，以及，连接在第十四电容C171与超微型光线传感模块U1的第17端的 公共端与第十五电容C181与超微型光线传感模块U1的第18端的公共端之间的第二晶振 X2〇
[0016] 本实用新型各实施例的超微型光线传感器，由于包括依次连接的主电路和辅助电 路；主电路包括型号为L1110的超微型光线传感模块U1，以及分别与超微型光线传感模块 U1连接的第一插针连接器P1和第二插针连接器P2 ;超微型光线传感模块U1与辅助电路连 接；可以通过测量电池电压在指定的时间间隔，以无线方式发送到后端，实时监测电池系统 的电压读数，从而确定电池健康状态；从而可以克服现有技术中使用寿命短、成本高和可靠 性低的缺陷，以实现使用寿命长、成本低和可靠性高的优点。
[0017] 本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
[0018] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用 新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0020] 图1中（a)为本实用新型超微型光线传感器中主电路的结构示意图，（b)为U1的 管脚图；
[0021] 图2为本实用新型超微型光线传感器中辅助电路的结构示意图；
[0022] 图3为本实用新型超微型光线传感器中相对光谱灵敏度图；在图3中，Relative Spectral Sensitivity :相对光谱灵敏度；Wavelength :波长；
[0023] 图4为本实用新型超微型光线传感器中相对灵敏度与角位移图；在图4中， Relative Sensitivity :相对灵敏度；Angular Displacement :角位移。
【具体实施方式】
[0024] 以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优 选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025] 根据本实用新型实施例，如图1和图2所示，提供了一种超微型光线传感器，可以 通过测量电池电压在指定的时间间隔，以无线方式发送到后端，实时监测电池系统的电压 读数，从而确定电池健康状态。
[0026] 本实施例的超微型光线传感器，包括依次连接的主电路和辅助电路。
[0027] 其中，上述主电路包括型号为L1110的超微型光线传感模块U1，以及分别与超微 型光线传感模块U1连接的第一插针连接器P1和第二插针连接器P2 ;超微型光线传感模块 U1与辅助电路连接。主电路，还包括一端与超微型光线传感模块U1的第1连接端和超微型 光线传感模块U1的第二连接端连接、另一端接地的第一电容C21，一端与超微型光线传感 模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接端连接、另一端接地的第二电 容C291，一端与超微型光线传感模块U1的第30连接端连接、另一端接地的第三电容C301， 一端与超微型光线传感模块U1的第31连接端连接、另一端接地的第四电容C311，以及连接 在超微型光线传感模块U1的第31连接端与第二插针连接器P2之间的第一电阻R311。
[0028] 具体地，超微型光线传感模块U1，具体包括电流源q，第一电容Ca、第二电容Ce、第 三电容Ci、第四电容Cr、第五电容Cl和第六电容C2,信号放大器A，数码管LED,发光二极管 VD，第一电阻R1、第二电阻Rp2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七 电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9,第一三极管VT1、第二三极管VT2和第三三极管VT3 ;其 中：电流源q、信号放大器A和数码管LED串联构成回路，第一电容Ca、第二电容Ce和第三 电容Ci分别并联在电流源q的两端，第四电容Cr并联在信号放大器A的两端；数码管LED 与发光二极管VD连接；第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5和第八电阻R8的第一连接 端相连并接直流正电源Eo,第二电阻Rp2、第四电阻R4、第六电阻R6和第九电阻R9的第二 连接端相连并接地，第二电阻Rp2的控制端和第二连接端相连；第一电阻R1的第二连接端 与发光二极管VD的阴极连接，发光二极管VD的阳极分别与第二电阻Rp2的第一连接端和 第一三极管VT1的基极连接；第五电容C1的两端分别与第二电阻Rp2的第一连接端和第二 电阻Rp2的第二连接端连接；第三电阻R3的第二连接端与第一三极管VT1的集电极连接， 第一三极管VT1的发射极与第四电阻R4的第一连接端连接、并经一电阻与第二三极管VT2 的基极连接；第二三极管VT2的集电极与第五电阻R5的第二连接端连接、并经并联的第七 电阻R7和第六电容C2后与第三三极管VT3的基极连接，第二三极管VT2的发射极分别与 第六电阻R6的第一连接端、第三三极管VT3的基极、第三三极管VT3的发射极和第九电阻 R9的第一连接端连接；第三三极管VT3的发射极与第八电阻R8的第二连接端连接、并作为 输出端Uo。
[0029] 上述辅助电路，包括一端分别与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型 光线传感模块U1的第29连接端连接、另一端分别接地的第四电容C191、第五电容C221、第 六电容C251、第七电容C261和第八电容C1，以及一端与第八电容C1远离地的一端连接、另 一端与直流电源VDD连接的第一电感L1 ;第五电容C221与超微型光线传感模块U1的第28 连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接端的公共端，还与超微型光线传感模块U1的 第22连接端连接；第六电容C251与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传 感模块U1的第29连接端的公共端，还与超微型光线传感模块U1的第25连接端连接；第七 电容C261与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接 端的公共端，还与超微型光线传感模块U1的第26连接端连接。辅助电路，还包括依次连接 在超微型光线传感模块U1的第23连接端与地之间的第九电容C231、第二电感L232、第三 电感L233、第十电容C235和拨码开关P3,连接在第九电容C231和第二电感L232的公共端 与超微型光线传感模块U1的第24连接端之间的第四电感L241，以及，一端与超微型光线传 感模块U1的第24连接端和第四电感L241的公共端连接、另一端接地的第^^一电容C241， 一端与第二电感L232和第三电感L233的公共端连接、另一端接地的第十二电容C232，一端 与第三电感L233和第十电容C235的公共端连接、另一端接地的第十三电容C233。辅助电 路，还包括一端与超微型光线传感模块U1的第17端连接、另一端接地的第十四电容C171， 一端与超微型光线传感模块U1的第18端连接、另一端接地的第十五电容C181，一端与超微 型光线传感模块U1的第21端连接、另一端接地的第十六电容C211，一端与超微型光线传感 模块U1的第20端连接、另一端接地的第十七电容C201，以及，一端与超微型光线传感模块 U1的第27端连接、另一端接地的第二电阻R271。辅助电路，还包括连接在第十七电容C201 与超微型光线传感模块U1的第20端的公共端与第十六电容C211与超微型光线传感模块 U1的第21端的公共端之间的第一晶振XI，以及，连接在第十四电容C171与超微型光线传 感模块U1的第17端的公共端与第十五电容C181与超微型光线传感模块U1的第18端的 公共端之间的第二晶振X2。
[0030] 例如，可以以型号为LMS-9-LS-W1-ST的传感器为例，对上述实施例的超微型光线 传感器进行具体说明。
[0031] 上述实施例的超微型光线传感器，用于检测光的存在。该超微型光线传感器，可以 用来控制灯的开闭状态；也可用于某些货物检测上，以确定该货物是否已被打开，可以设置 警报，传感器可以准确告知检测到光的时间、日期。
[0032] 上述实施例超微型光线传感器的用途，包括：商业物业光线和用电管理，住宅物业 的光、电管理，温室太阳能和光跟踪。
[0033] 上述实施例超微型光线传感器的供电方式，包括3. 0V纽扣电池（CR2032)。
[0034] 上述实施例超微型光线传感器的技术指标，包括：433MHz/900 MHz工作频率，可更 换的3. 0V纽扣电池，温度范围-20° C至+60° C，70 - 100米视线外传输范围(视电池电量 而定);按1小时监测频率，可持续工作2年；光线监测，留灯监测，用户定义的阈值警报和通 知。
[0035] 上述实施例超微型光线传感器在嵌入式应用方面的理想选择，包括：用户定义的 阈值警报和通知消息，具体可参见http://www. linkmote. com/的相关说明。
[0036] 上述实施例超微型光线传感器的详细技术参数，包括：射频规格为工作频率 433MHz或900 MHz (根据法规及客户要求);电路规格为电池类型可更换3. 0V纽扣电池；最 大工作温度-20° C至+60° C;最佳电池工作温度（纽扣电池）+10° C至+50° C;电源电 压2. 0-3. 6 V ;70 - 100米视线外传输范围(视电池电量而定);按1小时监测频率，可持续工 作2年；ABS工程塑料外壳。
[0037] 上述实施例超微型光线传感器的规格，包括：集电极发射极击穿电压为（0. 1毫 安）6 V，集电极暗电流（VCE)为3 nA (典型值)，集电极发射极电容为（VCE =0时，F =1ΜΗζ 时，E = 0)16 pF，集电极光电流为（5 VCE，20勒克斯）5至24μΑ，集电极光电流为（5 VCE， 1〇〇勒克斯）75 μ Α，半灵敏度角为±50度，峰值灵敏度为570纳米波长，光谱带宽范围为 440 - 800 nm，最大光照强度为0 - 1.000 Lux，集电极发射极饱和电压为（20 LX，1.2yA) 〇. 1 V，发射极集电极电压为1.5 V，集电极电流为20 mA，耗散功率为100毫瓦（Τ环境温度 = 55° C)，结温为 100°C。
[0038] LinkMote采用江苏宁克自主研发的传感网核心技术。LinkMote开发的无线传感 器网络节点采用了 SoC片上系统方案，同时运用了自主研发的嵌入式操作系统，目前国内 其他厂家产品采用zigbee传输协议，数据传输率可靠度70%;LinkMote采用AxonWeb自主 网络协议，数据传输率可靠度达到99. 3%。
[0039] 上述实施例超微型光线传感器的尺寸，优选为长45毫米X宽26毫米X高20毫 米。
[0040] 上述实施例超微型光线传感器外包装的包装内容物，包括：无线传感器（即超微型 光线传感器)，CR2032纽扣电池，安装螺丝和安装贴片（3M无痕胶材料)。
[0041] 最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本 实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员 来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征 进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均 应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种超微型光线传感器，其特征在于，包括依次连接的主电路和辅助电路；所述主 电路包括型号为L1110的超微型光线传感模块U1，以及分别与所述超微型光线传感模块U1 连接的第一插针连接器P1和第二插针连接器P2 ;所述超微型光线传感模块U1与辅助电路 连接。
2. 根据权利要求1所述的超微型光线传感器，其特征在于，所述超微型光线传感模块 U1，具体包括电流源q，第一电容Ca、第二电容Ce、第三电容Ci、第四电容Cr、第五电容C1和 第六电容C2,信号放大器A，数码管LED,发光二极管VD，第一电阻R1、第二电阻Rp2、第三电 阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9,第 一三极管VT1、第二三极管VT2和第三三极管VT3 ;其中： 所述电流源q、信号放大器A和数码管LED串联构成回路，第一电容Ca、第二电容Ce和 第三电容Ci分别并联在电流源q的两端，第四电容Cr并联在信号放大器A的两端；数码管 LED与发光二极管VD连接； 所述第一电阻R1、第三电阻R3、第五电阻R5和第八电阻R8的第一连接端相连并接直 流正电源Eo,所述第二电阻Rp2、第四电阻R4、第六电阻R6和第九电阻R9的第二连接端相 连并接地，第二电阻Rp2的控制端和第二连接端相连；第一电阻R1的第二连接端与发光二 极管VD的阴极连接，发光二极管VD的阳极分别与第二电阻Rp2的第一连接端和第一三极 管VT1的基极连接；第五电容C1的两端分别与第二电阻Rp2的第一连接端和第二电阻Rp2 的第二连接端连接；第三电阻R3的第二连接端与第一三极管VT1的集电极连接，第一三极 管VT1的发射极与第四电阻R4的第一连接端连接、并经一电阻与第二三极管VT2的基极连 接； 所述第二三极管VT2的集电极与第五电阻R5的第二连接端连接、并经并联的第七电阻 R7和第六电容C2后与第三三极管VT3的基极连接，第二三极管VT2的发射极分别与第六电 阻R6的第一连接端、第三三极管VT3的基极、第三三极管VT3的发射极和第九电阻R9的第 一连接端连接；第三三极管VT3的发射极与第八电阻R8的第二连接端连接、并作为输出端 Uo〇
3. 根据权利要求1或2所述的超微型光线传感器，其特征在于，所述主电路，还包括一 端与超微型光线传感模块U1的第1连接端和超微型光线传感模块U1的第二连接端连接、 另一端接地的第一电容C21，一端与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传 感模块U1的第29连接端连接、另一端接地的第二电容C291，一端与超微型光线传感模块 U1的第30连接端连接、另一端接地的第三电容C301，一端与超微型光线传感模块U1的第 31连接端连接、另一端接地的第四电容C311，以及连接在超微型光线传感模块U1的第31 连接端与第二插针连接器P2之间的第一电阻R311。
4. 根据权利要求3所述的超微型光线传感器，其特征在于，所述辅助电路，包括一端分 别与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接端连接、 另一端分别接地的第四电容C191、第五电容C221、第六电容C251、第七电容C261和第八电 容C1，以及一端与第八电容C1远离地的一端连接、另一端与直流电源VDD连接的第一电感 L1 ； 所述第五电容C221与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块 U1的第29连接端的公共端，还与超微型光线传感模块U1的第22连接端连接；第六电容 C251与超微型光线传感模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接端的 公共端，还与超微型光线传感模块U1的第25连接端连接；第七电容C261与超微型光线传 感模块U1的第28连接端和超微型光线传感模块U1的第29连接端的公共端，还与超微型 光线传感模块U1的第26连接端连接。
5. 根据权利要求4所述的超微型光线传感器，其特征在于，所述辅助电路，还包括依次 连接在超微型光线传感模块U1的第23连接端与地之间的第九电容C231、第二电感L232、 第三电感L233、第十电容C235和拨码开关P3,连接在第九电容C231和第二电感L232的 公共端与超微型光线传感模块U1的第24连接端之间的第四电感L241，以及，一端与超微 型光线传感模块U1的第24连接端和第四电感L241的公共端连接、另一端接地的第十一 电容C241，一端与第二电感L232和第三电感L233的公共端连接、另一端接地的第十二电 容C232, 一端与第三电感L233和第十电容C235的公共端连接、另一端接地的第十三电容 C233。
6. 根据权利要求5所述的超微型光线传感器，其特征在于，所述辅助电路，还包括一端 与超微型光线传感模块U1的第17端连接、另一端接地的第十四电容C171，一端与超微型光 线传感模块U1的第18端连接、另一端接地的第十五电容C181，一端与超微型光线传感模块 U1的第21端连接、另一端接地的第十六电容C211，一端与超微型光线传感模块U1的第20 端连接、另一端接地的第十七电容C201，以及，一端与超微型光线传感模块U1的第27端连 接、另一端接地的第二电阻R271。
7. 根据权利要求6所述的超微型光线传感器，其特征在于，所述辅助电路，还包括连接 在第十七电容C201与超微型光线传感模块U1的第20端的公共端与第十六电容C211与 超微型光线传感模块U1的第21端的公共端之间的第一晶振XI，以及，连接在第十四电容 C171与超微型光线传感模块U1的第17端的公共端与第十五电容C181与超微型光线传感 模块U1的第18端的公共端之间的第二晶振X2。
【文档编号】G01D5/26GK203908567SQ201420232743
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月7日 优先权日:2014年5月7日
【发明者】徐葳, 宋冬冬 申请人:江苏宁克传感器科技有限公司