ZR-GYTC01型 光源传输调制探测成像显示实验系统

一、 设备简介
ZR-GYTC01型 光源传输调制探测成像显露实训系统是针对光电子信息工程学科而设计打造的一整套光电系统，涵盖了光源、传输、调制、探测、成像、存储、显露等多个光电领域技术，让学员真正理解每个环节的知识点、重点和难点。同时此系统应用开放式教学实训方法，学员可以运用系统自行设计、搭建、调节测试各种光学系统、光源驱动电子回路、传输系统、光电变换系统、光电传感器的特性测量电子回路、探测电子回路、应用电子回路、光电显露系统等，完成各种关于光电技术方面的应用研发设计，从各方面提升学员的动脑动手能力及创新意识，帮助高校培养光电技术人才。
此系统由光学导轨系统、数字仪表系统、开放式电子回路搭建系统、线/面阵CCD相机的原理与应用及数值收集系统、计算机数值系统、线/面阵CCD相机数值收集系统等部分包括，系统配备装备各种电源连接口及0-200V高压可调电源和0-12V低压可调电源，可为学员搭建各种实训电子回路提供电源。
1. 光学导轨系统
光学导轨为铝制型材，可运用可调滑块、光电器件、实训装置及开放式电子回路搭建系统搭建出光源驱动电子回路、传输系统、光电变换系统、光电传感器的特性测量电子回路、探测电子回路、应用电子回路、光电显露系统等，并与仪表器具内部的数值收集系统相集合完成各种实训系统。
2. 数字仪表系统
系统提供3块数字电压（V）表（四位半），3块数字电流（A）表（四位半）和1块自动更换测量范围的数字照度计，这些数字仪表可以应用在电子回路中实行各种电子回路功能数值的测量。并而且系统配备装备过流保护装置，防止学员实训过程中短路造成电流（A）过大引起仪表系统的损坏。
3. 开放式电子回路搭建系统
此系统还配备装备各种电阻、电容、可调电位器、二极管、三极管、包括运算放大器、光电耦合器件和现场可编程逻辑器件（CPLD）等电子元件以及搭建各种实训系统所需要的系统结合套件。
4. 线/面阵CCD相机的原理与应用及数值收集写入输出端口
系统操作面板上装配备有线/面阵CCD相机的原理与应用及数值收集写入/输出端口，写入端口与系统内部的线阵CCD相机的数值收集卡与面阵CCD图像传感器的数值收集卡包括一整套数值收集系统，经过USB总线接入计算机数值，完成各种测量、振动、扫描及各种图像收集与处置整理等功能系统的研发与设计作业。输出端口提供线/面阵相机的数字驱动信号及模仿输出信号，学员可以经过示波器对这些信号实行查看，从而理解线/面阵CCD的作业原理与应用，从而经过CPLD实行研发设计，提升学员动脑能力。
5. 计算机数值功能系统
系统配备装备有各种功能系统，含有概括线阵CCD尺寸测量、角度测量、位移测量、条码识别、图像扫描系统，面阵CCD边缘与轮廓检验测试、物体的尺寸测量、图像的点运算、图像的几何变换、图像收集与功能数值设定、投影与差影图像解析、图像的滤波与增强、形态学处置整理、旋转与缩放、颜色识别与变换等图像处置整理系统。不但提供DEMO演示系统还提供SDK系统研发包，供学员实行二次研发。
主机尺寸：700mm×550mm×280mm，重量（kg）：24 kg，导轨长度：700mm；

二、教学目的
1. 理解并掌控把握各种光源的特性、原理和应用；
2. 理解并掌控把握光纤的传感及应用；
3. 理解并掌控把握各种光电传感器的作业原理、功能数值测量、变换电子回路、处置整理电子回路以及在各领域中的应用电子回路；
4. 理解并掌控把握线阵CCD的原理、驱动、特性及其应用；
5. 理解并掌控把握面阵CCD的原理、驱动、特性及其应用；
6. 理解CPLD的应用研发技术；
7. 理解并掌控把握各种显露器件的显露原理、驱动及其应用；
8. 培养学员动脑动手能力及创新意识；
三、配备内容
1. 光源
（1）发光二极管R、G、B、W四色各1只；
（2）1W红光LED1只；
（3）3W全色LED2只；
（4）白色远心照明光源1只；
（5）650nm点型3mw半导体激光器1只；
（6）650nm光纤激光器1只；
2. 光电传感器件
（1）光电二极管2只；
（2）光电三极管2只；
（3）光敏电阻2只；
（4）硅光电池1只；
（5）光电耦合器件1只；
（6）PIN光电二极管1只；
（7）雪崩光电二极管（APD）1只；
（8）太阳能电池板2块；
（9）热释电传感器2只；
（10）四象限位置传感器1只；
（11）颜色传感器1只；
（12）红外体温传感器1只；
（13）数字温度（℃）传感器1只；
（14）对射式光电耦合器件1只；
（15）反射式光电耦合器件1只；
（16）光电测距传感器1只；
（17）光电池（带滤光片，用来探测光纤激光器）1只；
（18）面阵CCD传感器1只；
（19）PSD位移传感器1只；
（20）光纤温度（℃）传感器1只；
（21）光纤压力传感器1只；
（22）指纹识别模型块1只；
（23）光纤跳线3根；
（24）对射式光纤传感器1根；
（25）反射式光纤传感器1根；
3. 系统实训装置
（1）LED光源装配装置2支；
（2）光电器件装配装置3件；
（3）照度计探头1件；
（4）热释电实训装置1件；
（5）PSD实训装置1件；
（6）红外遥控器1件；
（7）四象限实训装置1件；
（8）光电耦合实训装置1件；
（9）光纤固定装置2件；
（10）传感光纤固定装置1件；
（11）光电探测装置1套；
（12）光纤微弯调制器1套；
（13）光纤温度（℃）测量装置1套；
（14）光纤液位测量装置1套；
（15）光纤压力测量装置1套；
（16）导光照明装置1件；
（17）彩色面阵CCD图像收集卡1块；
（18）面阵CCD图像收集标准图片及夹持装置1套；
（19）像屏1件；
4. 夹持器具配备
（1）可调滑块4个；
（2）支撑杆4个；
（3）一维调节架2个；
（4）一维底座2个；
（5）二维调节架1个；
（6）干板架1只；
5. 连接线配备
(1)300mm连接线40根；
(2)500mm连接线10根；
(3)面阵CCD相机连接电缆线1根；
(4)电源线1根；
6. 备品备件
(1)USB转串行口线1根；
(2)J-LINK下载器1套；
(3)USB烧写器1套；
四、技术功能数值
1. 光学导轨尺寸：700mm×80mm；
2. 数字电压（V）表：精确度 四位半；测量范围 2V，20V,200V；
3. 数字电流（A）表：精确度 四位半；测量范围 0.2mA，20mA,200mA；
4. 数字照度计：自动更换测量范围；测量界限 0.1～1.999×10３Lx；
5. 光电二极管：暗电流（A） ID=±0.1uA；光电流（A） IL=±80uA；峰值响应 880nm；最高作业电压（V） 30V；开关时间 50/50ns；光谱界限 400～1100nm；
6. 光电三极管：集电极-发射极电压（V） 30V；发射极-集电极电压（V） 5V；集电极电流（A） 20mA；
7. 光敏电阻：暗电阻 1.0 MΩ；亮电阻 8～20 KΩ（10Lx）；
8. 硅光电池：开路电压（V）小于500mV；短路电流（A）小于18mA；输出电流（A）小于16.5mA；感光面积10X10mm；
9. PIN光电二极管：反向电压（V）40V；峰值波长920nm；开路电压（V）0.4V；短路电流（A）85uA；
10. 雪崩光电二极管（APD）：作业电压（V）100V～150V；峰值波长（λp）880nm；
11. 四象限光电传感器：光敏直径13mm；光谱响应界限380～1100nm；
12. 太阳能电池板：光敏面积：70mm×110mm，5.5V/120mA；
13. 一维PSD：光敏区1mm*8mm；光谱响应界限300-1100nm；Ev=1000LX 2856K 时，开路电压（V）为0.3V，短路电流（A）为55µA；PSD调节架：位移界限13mm；位移精确度0.01mm；
14. 热释电器件：型号：RE200B；灵敏元面积：2.0×1.0mm2；基片材料：硅；基片厚度：0.5mm；作业波长：5-14µm；平均透过率＞75%；
15. 光电耦合器：型号：4N35；隔离电压（V）:5300V ；写入电流（A）:10mA；输出电压（V）:30V；工 作温度（℃）界限:-55°C to +100°C；最大正向电流（A）, If:60mA；正向电压（V）Vf最大:1.5V；电压（V）,Vceo:30V；电压（V）,Vf 经典型值:1.3V；输出电压（V）最大:30V；击穿电压（V）最小:30V；电流（A）传递率(CTR) 最小值:100%；
16. 彩色面阵CCD相机：有效像元数 768（水平）×576（垂直）；
17. 彩色面阵CCD图像收集卡：分辨率 8bit×3收集；USB2.0连接口；
18. 像屏：70mm×100mm；
19. 红外遥控设计：自定义遥控路数，LED指示&蜂鸣器指示；
20. 颜色传感器：光谱界限：450nm-750nm，最大反向电压（V）30V；
21. 红外温度（℃）传感器：测量范围0-50°，波长8-14µm，精确度1%，信号输出：5V；
22. 光电耦合开关里程表、转动速度计设计：反射式光电耦合器件：作业电流（A）20mA，正向电压（V）：1.5V，转动速度0-2400RPM；
23. 光电测距传感器：作业电压（V）：5V，测量距离：80cm ；
24. 光纤烟雾报警及浓度显露设计：光源：650nm光纤激光器；光纤芯直径：62.5µm，长度1m；液晶（LCD1602）显露烟雾浓度值及光功率（W）值；
25. 光纤位移测量设计：光源：650nm光纤激光器；光纤芯直径：62.5µm，长度1m；液晶（LCD1602）显露光功率（W）值；
26. 光纤微弯称重设计：光源：650nm光纤激光器；光纤芯直径：62.5µm，长度1m；液晶（LCD1602）显露光功率（W）值；
27. 三基色LED：型号：3WRGB；电压（V）：红光：2.0-2.5V；蓝光：3.2-3.6V；绿光：3.2-3.6V；
电流（A）：350mA；亮度：红光：60-65LM ；蓝光：30-35LM ；绿光：110-120LM；波长：红光：620-625nm；蓝光：460-465nm ；绿光：520-525nm；发光角度：120度；使用寿命：50000H；
28. 温度（℃）传感器：供电界限：3.0V～5.5V；测温界限：-55℃～+125℃；在-10℃～+85℃界限内精确度为±5℃；
29. 指纹识别模型块：供电电压（V）：DC4.0V～6.0V；供电电流（A）：作业电流（A）：110mA（经典型值）；峰值电流（A）140mA；指纹图像录入时间：<0.3秒；窗口面积：15mm×9mm；匹配方法：比对方法（1:1）；搜索方法（1:N）；特征文件：256字节；模板文件：512字节；储物容量（KV）：980枚指纹；认假率（FAR）：<0.001%；拒真率（FRR）：<1.0%；搜索时间：<1.0秒（1:1000时，均值）；上位机连接口：RS232（TTL逻辑电平）/USB1.1；通讯波特率（UART）：（9600×N）bps，其中N=1～12（默认值N=6，即57600bps）；作业环境：温度（℃）：-20℃～+40℃；相对湿度：40％RH－85％RH (无凝露)；
30. 功率（W）计探头光电池；开路电压（V）0.3V；短路电流（A）8µA；暗电流（A）1nA；光谱响应界限550nm-750nm，峰值波长650nm；功率（W）界限：0-5mw；
31. 光纤微弯称重：光源：650nm光纤激光器；多模光纤跳线：纤芯直径62.5µm，长度1m；液晶显露光功率（W）值；砝码：10g、20g、50g、100g、200g；
32. 光纤位移传感：光源：650nm光纤激光器；反射式光纤传感器：纤芯直径φ1长度80cm；液晶显露光功率（W）值；
33. 光纤烟雾报警及浓度显露：光源650nm光纤激光器；多模光纤跳线：纤芯直径φ1长度50cm；液晶显露光功率（W）值及烟雾浓度；光线透过率小于80%（即烟雾浓度大于20%）报警；
34. 光纤温度（℃）传感：对射式光纤传感跳线：纤芯直径62.5µm，长度1m；PT100温度（℃）传感器：测温界限：0~90°；温控仪：规格限定电压（V）180V～220V，50Hz；电源功耗<5W；测量范围0～400℃；准确度0.5；分辨率1℃；环境温度（℃）0～50℃；相对湿度35%～85%；风扇：DC-12V直线DC风扇；液晶显露光功率（W）值
35. 光纤液位测量：多模光纤跳线：纤芯直径62.5µm，长度1m；光纤准直透镜：近距离，焦距可调；烧瓶：具备入水口及出水口；液晶显露光功率（W）值，水位小于设定值时报警。
36. 压力传感测量：气泵：ACO-001；功率（W）20W；电源220VAC/50Hz；排气量20L/min；压力传感器：测量界限20～250KPa；相应的输出电压（V）为0.2V～4.9V；作业温度（℃）界限为-40℃～+125℃；
37. 导光照明光纤：端点发光、体发光两种；
38. 一位数码管：规格限定电流（A）：30-40mA；
39. 四位一体数码管：0.56英寸红色四位共阳数码管；
40. 8*8LED点阵屏：像素直径：3.75mm；发光颜色：蓝色；外观颜色：黑色表面、透明字节；规格限定功率（W）：75mW；最大正向电流（A）：30mA；最大脉冲电流（A）：120mA；最大反向电压（V）：5V；
41. 红绿双色（32*64）LED广告屏：规格：304*152；像素构成：1R1G(1红1绿）；亮度（cd/m2)：500；发光二极管直经mm：3.75；像素间距（mm)：4.75；像素密度（dots/m2）：44321；LED封装：点阵模型块1588；单元板分辨率dot：64*32；水平/垂直可视角（℃）：H：110度/V：45度；驱动方法：1/16恒压；连接口定义：HUBOB；模型块拼缝精确度：≥1mm；整屏平整度：≥1mm；盲点率：≤万分之三；
42. 液晶LCD12864：逻辑或电源电压（V）：2.8V-5.0V；蓝色背光：背光电压（V）3V；串行连接口：一根数值线，一根时钟线；不带字库：需要自己编辑外部字模数组；
43. 液晶LCD1602：单排16针连接口；8位双向数值总线；可与8位单片机或控制器直接相连；
管脚高电平为+5V；可显露2行；每行16个字符；
44. 3.5寸TFT带触摸液晶屏/9486：320X480点阵，模型块驱动芯片应用ILI9486，全视角操作面板，底层基板上带有触摸控制芯片和SD卡座；与主流STM32研发板LCD连接口连接设计上，模型块连接口设计了32PIN和34PIN，使得模型块更具备广泛使用性：32PIN连接口可完全兼容神舟STM32研发板，红牛，火牛，金牛等主流研发板的LCD连接口；34PIN连接口可完全兼容正点原子ALIENTEK 的MINI STM32及战舰STM32研发板LCD连接口，可直接插在上面使用。
45. STC89C52
(1) 增强型6时钟/机器周期，12时钟/机器周期 8051 CPU；
(2) 作业电压（V）：5.5-3.4v(5v单片机)和3.8-2.0v(3v单片机)；
(3) 作业频率界限：0-40MHZ；
(4) 用户应用程序空间:4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K 字节；
(5)片上包括1280字节/512字节 RAM；
(6) 通用I/O(32/366个)，复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）P0口是开漏输出，作为总线拓展时，不用加上拉电阻，作为I/O口用时，需加上拉电阻；
(7)ISP（在系统可编程）/IAP(在应用可编程)，无需专用编程器/拟真。可经过串行口（P3.0/P3.1））直接下载用户程序，8K程序3秒即可完成一片；
(8) EEPROMM功能；
(9)共有3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用；
(10) 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，POWER DOWN模式可由外部中断低电平触发中断方法唤醒；
(11) 通用异步串行口还可以用定时系统完成多个UART；
(12)作业温度（℃）界限：0-75℃/-40-+85℃；
46. STM32F103RBT6：32位处置整理器，内置128KB的Flash、20K的RAM、12位AD、4个16位定时器、3路USART通讯口、2个IIC端口、2个SPI端口、1个CAN连接口、一个USB全速连接口、有80个快速I/O端口等多种资源，时钟频率最高可达72MHz，封装：LQFP64。
★47. 可完成红外热像仪各像素点温度（℃）显露功能，经过设计、搭建、编程、调节测试实训电子回路等步骤，使3.5寸液晶屏整屏、同时、就地实时显露红外热像仪传感器的每个像素点探测到的辐射物的温度（℃），无需翻页（招标现场提供实训演示视频）；
★48. 可完成红外热像仪热成像功能，经过设计、搭建、编程、调节测试实训电子回路等步骤，使3.5寸液晶屏整屏、同时、就地实时显露红外热像仪传感器探测到的温度（℃）并处置整理后的热成像，热成像颜色随辐射物温度（℃）改变而改变，并显露整屏最高温度（℃）点的温度（℃）（招标现场提供实训演示视频）；
49. 电器功能数值：写入电压（V） AC220V，50Hz； 功耗 200W；
50. 计算机数值系统配备： 19英寸液晶显露器；内部存储 8.0GB；CPU速度高于2.4GHz；硬盘高于250G；USB2.0连接口；防水浸耐用键盘及光电鼠标；
51. 连接口方法：与计算机数值连接连接口为USB2.0总线连接口方法；
52. 实操系统：实操系统与Windows2000、WindowsXP、Windows7、WIN10兼容；
53. 主机尺寸：700mm× 550mm×280mm；