阅读说明：本技术 一种集成多功能的阳光传感器 (Integrated multi-functional sun sensor ) 是由 许浩 朱增魁 杜甜 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种集成多功能的阳光传感器,包括滤光器、电路板、插针座和外壳,滤光器与外壳围合成腔室,阳光传感器还包括环境光电路组件、双区阳光电路组件和报警电路组件,双区阳光电路组件包括分别接收主、副驾驶室两侧阳光强度的左阳光电路和右阳光电路,环境光电路组件、双区阳光电路组件和报警电路组件均电连接在电路板上,环境光电路组件、双区阳光电路组件、报警电路组件和电路板均位于腔室内。本发明通过感应阳光辐射控制汽车大灯的开关,为驾驶员的正常驾驶提供合适的视野；通过感应外界阳光强弱自动调节主、副驾驶室双区空调的制冷还是制热,独立并同时提高乘员的舒适性；通过夜间闪烁的灯光降低盗车的风险。(The invention provides an integrated multifunctional sunlight sensor which comprises an optical filter, a circuit board, a pin seat and a shell, wherein the optical filter and the shell enclose a cavity, the sunlight sensor also comprises an environment light circuit component, a double-area sunlight circuit component and an alarm circuit component, the double-area sunlight circuit component comprises a left sunlight circuit and a right sunlight circuit which respectively receive the sunlight intensity of two sides of a main cab and a secondary cab, the environment light circuit component, the double-area sunlight circuit component and the alarm circuit component are all electrically connected on the circuit board, and the environment light circuit component, the double-area sunlight circuit component, the alarm circuit component and the circuit board are all positioned in the cavity. The invention controls the switch of the automobile headlight by sensing the sunlight radiation, and provides a proper visual field for the normal driving of a driver; the cooling or heating of the air conditioners in the main cab and the auxiliary cab is automatically adjusted by sensing the intensity of external sunlight, so that the comfort of passengers is improved independently; the risk of vehicle theft is reduced through the twinkling light at night.)

一种集成多功能的阳光传感器

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种集成多功能的阳光传感器。

背景技术

车在不同的路况：大晴天骤然乌云密布变为阴天，进出树荫，盘旋弯曲的山路条件下行驶，光照强度会瞬间发生变化而大灯不会自动开启，特别是通过隧道时光强在很短的时间内变暗不会自动开启大灯，对驾驶员视线有很大影响；

车在夏天较强光照条件下，太阳光穿过挡风玻璃照射到车内，由于太阳光照射角度差异导致主、副驾驶室内人员接收到的光照强度不同，人员所感受到的温度不同，这时若配备一台自动空调无法同时满足驾驶和乘车人员的舒适性；

车辆在发动机熄火后特别是在晚上周围一片漆黑的情况下，若较远方的路人此时萌生出盗车的想法但若看见车灯内有灯光闪烁可能会给人造成一种车内还有人的假象；

因此有必要设计一种新的阳光传感器，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种结构简单、安装方便、集成多功能的阳光传感器。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种集成多功能的阳光传感器，包括滤光器、电路板、插针座和外壳，所述滤光器与所述外壳围合成腔室，所述阳光传感器还包括环境光电路组件、双区阳光电路组件和报警电路组件，双区阳光电路组件包括分别接收主、副驾驶室两侧阳光强度的左阳光电路和右阳光电路，所述环境光电路组件、双区阳光电路组件和报警电路组件均电连接在所述电路板上，所述环境光电路组件、双区阳光电路组件、报警电路组件和电路板均位于所述腔室内。

作为优选，所述环境光电路组件包括第一滤波电容、电压瞬态抑制管、整流二极管、第二滤波电容、稳压三极管、第三滤波电容、第一分压电阻、第二分压电阻、贴片式光电二极管、运算放大器、反馈电阻、抗干扰电容、第一限流电阻和第四滤波电容，第一滤波电容、电压瞬态抑制管和整流二极管的输入端均与插针座的第一电源引脚电连接，第二滤波电容和稳压三极管的输入端均电连接整流二极管的输出端，第三滤波电容、第一分压电阻的输入端以及运算放大器的电源引脚均电连接稳压三极管的输出端，第二分压电阻的输入端、贴片式光电二极管的输入端以及运算放大器的正向输入端均点连接第一分压电阻的输出端，反馈电阻的一端连接运算放大器的负向输入端，反馈电阻的另一端连接运算放大器的输出端，抗干扰电容并联反馈电阻，第一限流电阻的输入端与运算放大器的输出端电连接，第四滤波电容的输入端和插针座的环境光电路输出引脚电连接，第一滤波电容的输出端、电压瞬态抑制管的输出端、第二滤波电容的输出端、稳压三极管的接地端、第二滤波电容的输出端、第二分压电阻的输出端、运算放大器的接地端以及第四滤波电容的输出端均与插针座的第一接地引脚电连接。

作为优选，所述左阳光电路包括第一***式光电二极管、第一保护电阻以及输入端接5V电压的第二限流电阻，第二限流电阻串联第一保护电阻，第一保护电阻的输出端电连接插针座的第二接地引脚，第一***式光电二极管与第一保护电阻并联，第一***式光电二极管的输出端接插针座的阳光电路输出引脚，所述右阳光电路包括第二***式光电二极管、第二保护电阻以及输入端接5V电压的第三限流电阻，第三限流电阻串联第二保护电阻，第二保护电阻的输出端电连接插针座的第二接地引脚，第二***式光电二极管与第二保护电阻并联，第二***式光电二极管的输出端接插针座的阳光电路输出引脚。

作为优选，所述电路板上设有支架，所述第一***式光电二极管和第二***式光电二极管均安设于所述支架上。

作为优选，所述报警电路组件包括第四限流电阻、报警指示灯以及第五滤波电容，第四限流电阻的输入端接插针座的第二电源引脚，第四限流电阻串联报警指示灯，报警指示灯输出端接地，第五滤波电容与报警指示灯并联。

作为优选，所述滤光器内侧壁上设有若干个限制电路板上下晃动的凸台，各所述凸台均位于电路板上方，各所述凸台间隔分布。

作为优选，所述电路板边缘开设有至少两个卡槽，所述外壳内侧设有支撑所述电路板的支撑面，所述外壳内侧壁上设有与卡槽卡接的至少两个凸柱，各所述卡槽与各所述凸柱一一对应。

作为优选，所述外壳上设有加强筋。

作为优选，所述外壳相对的两个侧壁上均设有加强筋，其中一侧壁上设有一个加强筋，另外一侧壁上设有两个加强筋。

作为优选，所述滤光器与外壳卡扣连接，所述滤光器朝向外壳的一端设有若干卡扣，所述外壳的外表面上设有与卡扣配合的若干凸起，各所述卡扣和各所述凸起一一对应。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种结构简单、安装方便，同时集成环境光、双区阳光和报警灯功能的阳光传感器，通过感应阳光辐射控制汽车大灯的开关，为驾驶员的正常驾驶提供合适的视野，避免引发安全事故；感应外界阳光强弱自动调节主、副驾驶室双区空调的制冷还是制热，独立并同时提高乘员的舒适性；闪烁的灯光给远方的路人打消盗车的风险同时也给其他人发现盗窃提供了可能。

2、本发明在输入PIN8(12V)和PIN2(GND)间增加瞬态电压抑制二极管D1(简称TVS管)，当车辆启动或雷电状态而产生瞬间异常大电压时TVS管将会吸收大量的漏电流而处于雪崩击穿状态，起到保护后端元器件不被损坏的目的，当供电正常时虽然TVS已损坏，但后端元器件正常产品功能依然能实现，经验证该电路是能满足零部件电磁兼容(EMC)要求，能有效防止周围其他电器件产生的电场或磁场对其产生干扰。

3、本发明提供了一种能满足电磁兼容EMC要求的电路板，安装在支架上的光电管比插针高避免外界的光线照射到插针上反射出来对感光器件的影响。

4、在本发明中，阳光传感器外壳两边不对称结构能防止安装在仪表盘上时错位。

5、改善后的运算放大器U2(MCP6001UT-E/OT)，其器件本身的漏电流(简称Ios)很小为1pA，而改善前器件为50nA，在无光条件下由于漏电流小的器件输出电压几乎等于运算放大器U2A上3脚输入电压，一致性较好，可以通过车身控制器(简称BCM)有效判断前照灯本身是否损坏，而漏电流大的产品在批量生产过程中输出电压存在离散性，无法具备判断功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的滤光器的仰视图；

图2为本发明实施例提供的环境光电路图；

图3为本发明实施例提供的双区阳光电路图；

图4为本发明实施例提供的报警电路图；

图5为本发明实施例提供的外壳的示意图；

图6为本发明实施例提供的阳光传感器的***图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图6，本发明实施例提供一种集成多功能的阳光传感器，包括滤光器1、电路板8、插针座7和外壳9，所述滤光器1与所述外壳9围合成腔室，所述阳光传感器还包括环境光电路组件、双区阳光电路组件和报警电路组件，双区阳光电路组件包括分别接收主、副驾驶室两侧阳光强度的左阳光电路和右阳光电路，所述环境光电路组件、双区阳光电路组件和报警电路组件均电连接在所述电路板8上，所述环境光电路组件、双区阳光电路组件、报警电路组件和电路板均位于所述腔室内。本发明提供了一种结构简单、安装方便，同时集成环境光、双区阳光和报警灯功能的阳光传感器，通过感应阳光辐射控制汽车大灯的开关，为驾驶员的正常驾驶提供合适的视野，避免引发安全事故；感应外界阳光强弱自动调节主、副驾驶室双区空调的制冷还是制热，独立并同时提高乘员的舒适性；闪烁的灯光给远方的路人打消盗车的风险同时也给其他人发现盗窃提供了可能。

所述环境光电路组件包括第一滤波电容C1、电压瞬态抑制管D2、整流二极管D1、第二滤波电容C2、稳压三极管U1、第三滤波电容C3、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、贴片式光电二极管5(即PD1)、运算放大器U2、反馈电阻R3、抗干扰电容C4、第一限流电阻R4和第四滤波电容C6，第一滤波电容C1、电压瞬态抑制管D2和整流二极管D1的输入端均与插针座的第一电源引脚PIN8电连接，第二滤波电容C2和稳压三极管U1的输入端均电连接整流二极管D1的输出端，第三滤波电容C3、第一分压电阻R1的输入端以及运算放大器U2的电源引脚均电连接稳压三极管U1的输出端，第二分压电阻R2的输入端、贴片式光电二极管PD1的输入端以及运算放大器U2的正向输入端均点连接第一分压电阻R1的输出端，反馈电阻R3的一端连接运算放大器U2的负向输入端，反馈电阻R3的另一端连接运算放大器U2的输出端，抗干扰电容C4并联反馈电阻R3，第一限流电阻R4的输入端与运算放大器U2的输出端电连接，第四滤波电容C6的输入端和插针座的环境光电路输出引脚PIN5电连接，环境光电路输出引脚PIN5再与外壳内的其它控制电路板电连接，第一滤波电容C1的输出端、电压瞬态抑制管D2的输出端、第二滤波电容C2的输出端、稳压三极管U1的接地端、第二滤波电容C3的输出端、第二分压电阻R2的输出端、运算放大器U2的接地端以及第四滤波电容C6的输出端均与插针座的第一接地引脚PIN2电连接。

如图2，在环境光电路中：保护电路包括电压瞬态抑制管D2，第一滤波电容C1，其容值为100pF，电压瞬态抑制管D2最高能承受的电压为24V，当产生静电放电ESD或雷电引起的瞬变时会直接将D2击穿，起到保护后续电路中其他元件的目的；

稳压电路包括整流二极管D1，稳压三极管U1，第二滤波电容C2，其容值为100pF，第三滤波电容C3，其容值为10nF，12V电源通过8PIN脚接入整流二极管D1，将交流电转换成直流电，然后通过稳压三极管U1将电压钳位在6V；

分压电路包含第一分压电阻R1，其阻值为1.5KΩ，第二分压电阻R2，其阻值为110Ω，稳压三极管U1的输出端连接第一分压电阻R1的输入端，同时R1与R2串联，R2的输出端与2PIN脚地端相接，运算放大器U2正向输入端连接R2的输入端，保证运算放大器U2正向输入端电压值基准值不变；

所示的感光元器件PD1，其正极接入运算放大器U2的正向输入端，其负极同时接入运算放大器U2的负向输入端和反馈电阻R3的一端，反馈电阻R3的另一端接入运算放大器U2的输出端，运算放大器U2的输出端接限流电阻R4和滤波电容C6，其中反馈电阻R3阻值为18MΩ，限流电阻R4阻值接5PIN脚，其阻值为470Ω，防止输出电流过大；

无光照的条件下，运算放大器U2起电压跟随器的作用，输出端的电压接近基准电压；当光照强度逐渐增强时，感光元器件PD1两端会产生一反向电流，导致反馈电阻R3两端电压逐渐增大，运算放大器U2输出端电压也会随之增大，这样构成一正反馈电路。

所述左阳光电路包括第一***式光电二极管2(即PD2)、第一保护电阻R8以及输入端接5V电压的第二限流电阻，第二限流电阻串联第一保护电阻R8，第一保护电阻R8的输出端电连接插针座的第二接地引脚PIN6，第一***式光电二极管PD2与第一保护电阻R8并联，第一***式光电二极管PD2的输出端接插针座的阳光电路输出引脚PIN1，所述右阳光电路包括第二***式光电二极管3(即PD3)、第二保护电阻R7以及输入端接5V电压的第三限流电阻，第三限流电阻串联第二保护电阻R7，第二保护电阻R7的输出端电连接插针座的第二接地引脚PIN6，第二***式光电二极管PD3与第二保护电阻R7并联，第二***式光电二极管PD3的输出端接插针座的阳光电路输出引脚PIN4。

如图3，左阳光电路：5V电压通过一限流电阻串联一保护电阻R8后接阳光地SGND构成回路，R8与光电二极光PD2并联，光电二极管PD2负向与1PIN脚相接，构成阳光信号输出，R8阻值为150KΩ，无光照条件下，1PIN脚阳光输出电压为定值，随着光照强度逐渐增强，光电二极光PD2两端反向电流也会逐渐增大，导致限流电阻两端分压增大，而使1PIN脚阳光输出电压逐渐减小。

右阳光电路：5V电压通过一限流电阻串联一保护电阻R7后接阳光地SGND构成回路，R7与光电二极光PD3并联，光电二极管PD3负向与4PIN脚相接，构成阳光信号输出，R7阻值为150KΩ，无光照条件下，4PIN脚阳光输出电压为定值，随着光照强度逐渐增强，光电二极光PD3两端反向电流也会逐渐增大，导致限流电阻两端分压增大，而使4PIN脚阳光输出电压逐渐减小。

所述电路板上设有支架4，所述第一***式光电二极管2和第二***式光电二极管3均***支架4并热铆在电路板8上，贴片式光电二极管5设置于所述电路板8上，安装在支架4上的光电管比插针高避免外界的光线照射到插针上反射出来对感光器件的影响。

所述报警电路组件包括第四限流电阻R5、报警指示灯6(即LED1)以及第五滤波电容C5，第四限流电阻R5的输入端接插针座的第二电源引脚PIN3，第四限流电阻R5串联报警指示灯LED1，报警指示灯LED1输出端接地，第五滤波电容C5与报警指示灯LED1并联。

如图4，报警指示灯电路：12V电压通过限流电阻R5后串联报警指示灯直接接地，滤波电容C5并联到报警指示灯两端，其中R5阻值为1.43KΩ，C5电容为22nF。

所述滤光器内侧壁上设有若干个限制电路板8上下晃动的凸台，各所述凸台位于电路板上方，各所述凸台间隔分布，在本实施例中，设有第一凸台101、第二凸台102、第三凸台103和第四凸台104。所述电路板8边缘开设有至少两个卡槽，所述外壳9内侧设有支撑所述电路板8的支撑面，所述外壳9内侧壁上设有与卡槽卡接的至少两个凸柱，各所述卡槽与各所述凸柱一一对应，对电路板8起到限位作用。

所述外壳9相对的两个侧壁上均设有加强筋，其中一侧壁上设有一个第一加强筋901，另外一侧壁上设有两个第二加强筋902。在本实施例中，靠近光电二极管的外壳9侧壁设有一条第一加强筋901，与其相对的侧壁设有两条第二加强筋902，仪表盘上设有与第一加强筋901和第二加强筋902分别对应的卡槽，加强筋可防止产品安装在仪表盘上错位，规定第一加强筋901正对车行驶方向，以便使三个光电二极管能正对外界光照强度，可以有效提高光的敏感度。

所述滤光器1与外壳9卡扣连接，方便安装和拆卸维修，所述滤光器1朝向外壳9的一端设有若干卡扣，所述外壳9的外表面上设有与卡扣配合的若干凸起，各所述卡扣和各所述凸起一一对应。所述滤光器1朝向外壳9的一端还设有定位板，所述外壳的外表面上设有与定位板配合的定位槽，便于定位安装。

本发明在输入PIN8(12V)和PIN2(GND)间增加瞬态电压抑制二极管D1(简称TVS管)，当车辆启动或雷电状态而产生瞬间异常大电压时TVS管将会吸收大量的漏电流而处于雪崩击穿状态，起到保护后端元器件不被损坏的目的，当供电正常时虽然TVS已损坏，但后端元器件正常产品功能依然能实现，经验证该电路是能满足零部件电磁兼容(EMC)要求，能有效防止周围其他电器件产生的电场或磁场对其产生干扰。

改善后的运算放大器U2(MCP6001UT-E/OT)，其器件本身的漏电流(简称Ios)很小为1pA，而改善前器件为50nA，在无光条件下由于漏电流小的器件输出电压几乎等于运算放大器U2A上3脚输入电压，一致性较好，可以通过车身控制器(简称BCM)有效判断前照灯本身是否损坏，而漏电流大的产品在批量生产过程中输出电压存在离散性，无法具备判断功能。

该款产品电路板约为10.25mm大小的一个圆，而同时兼具环境光，双区阳光和报警灯多项功能，在结构、空间受限的情况下一般4层板才能实现，而经过多次反复验证采用2层板也能实现其功能，有效降低电路板材料成本，并且该款产品已批量用在上汽大众荣威系列车上，目前并未反馈有异常。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。