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红外传感器是什么及避障电路
云汉芯城 | 2020-02-28 13:48:57    阅读:1724   发布文章

  红外传感器是什么

  红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能可分成五类,按探测机理可分成为光子探测器和热探测器。红外传感技术已经在现代科技、国防和工农业等领域获得了广泛的应用。

  红外线对射管的驱动分为电平型和脉冲型两种驱动方式。由红外线对射管阵列组成分离型光电传感器。该传感器的创新点在于能够抵抗外界的强光干扰。太阳光中含有对红外线接收管产生干扰的红外线,该光线能够将红外线接收二极管导通,使系统产生误判,甚至导致整个系统瘫痪。本传感器的优点在于能够设置多点采集,对射管阵列的间距和阵列数量可根据需求选取。

  红外传感器避障电路图

  在智能小车制作中经常会用到红外传感器避障模,这里介绍一款智能小车制作时常用的红外传感器避障模,模块是由LM567电路组成,LM567电路是一片锁相环电路,采用8脚双列直插塑封。其⑤、⑥脚外接的电阻和电容决定了内部压控振荡器的中心频率f。

  其中心频率f由R、C决定:f=1/(1.1*RC)

  在电路中,因为红外****的起振频率是38KHz,其中电容选择103,所以由以上公式可得R=2.4KΩ。

  在电路中仅利用了LM567接收到相同频率的载波信号后⑧脚电压由高变低这一特性,来形成对控制对象的控制。

  D1****红外线,D2接收红外信号。LM567第⑤、⑥脚为译码中心频率设定端,一般通过调整其外接可变电阻W改变捕捉的中心频率。图中红外载波信号来自LM567的第5角,也即载波信号与捕捉中心频率一致,能够极大的提高抗干扰特性。

  感器避障模块LM567的电路图,如图,LM567的①、②脚通常分别通过一电容器接地,形成输出滤波网络和环路单级低通滤波网络。②脚所接电容决定锁相环路的捕捉带宽:电容值越大,环路带宽越窄。①脚所接电容的容量应至少是②脚电容的2倍。③脚是输入端,要求输入信号≥25mV。⑧脚是逻辑输出端,其内部是一个集电极开路的三极管,允许最大灌电流为100mA。LM567的工作电压为4.75~9V,工作频率从直流到500kHz,静态工作电流约8mA。

  在选择红外****接收电路电子小制作中,有四个方案可以选择,并且都做了PCB进行调试比较。

  方案一:利用40KHz的晶振作为红外****的震荡源。通过示波器观察,波形非常准确完整,由于红外接收的频率一般是38KHz,虽然晶振的频率可以通过可调电阻微调。但是还是很难匹配,每次试验时都要微调。所以不选择这个方案。

  方案二:如前所述,使用三脚的红外接收器,但是接收器自备了选频和解调能力,很难用单片机对其接收信号进行判断。所以不选择这个设计方案。

  方案三:用高速CMOS型四重二输入“与非”门74HC00组成RC震荡电路作为频率发生器,波形也准确完整,但是难匹配。所以不选择这个方案。

  方案四:选用通用音调译码器LM567的5输出38KHz频率,其特点是红外线****部分不设专门的信号发生电路。8脚输入红外接收器接收到的信号。这个信号是锁相音频译码器的锁相中心频率,这样既简化了线路和调试工作,又防止了周围环境变化和元件参数变化对收发频率造成的差异,实现了红外线****与接收工作频率的同步自动跟踪,使电路的稳定性和抗干扰能力大大加强。本设计中就是利用此方案最终实现避障功能。

  这个电子小制作电路的特点是红外线****部分不设专门的信号发生电路。而是直接从接收部分的检测电路LM567的5脚引人信号,这个信号是锁相音频译码器的锁相中心频率,这样既简化了线路和调试工作,又防止了周围环境变化和元件参数变化对收发频率造成的差异,实现了红外线****与接收工作频率的同步自动跟踪,使电路的稳定性和抗干扰能力大大加强。

  LM567的5脚输出的38KHz中心频率输出给三极管Q1,经过三极管放大,信号输出给红外****J2,可调电阻R3可以改变其****功率。信号由红外接收器J3接收,经过运算放大器741的反相放大,信号输出给LM567的输入3脚,由于输入的信号是LM567的锁相中心频率,所以LM567的8脚输出由默认的高电平变为低电平。发光二极管有了电压差,所以信号指示灯亮,证明前方有障碍,同时8脚的信号输出给单片机,由单片机由电平的变化去控制电动机的工作实现避障。

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