紅外傳感器避障電路圖

2021-02-07 傳動網

紅外傳感器是什麼
紅外傳感系統是用紅外線為介質的測量系統，按照功能可分成五類，按探測機理可分成為光子探測器和熱探測器。紅外傳感技術已經在現代科技、國防和工農業等領域獲得了廣泛的應用。

紅外線對射管的驅動分為電平型和脈衝型兩種驅動方式。由紅外線對射管陣列組成分離型光電傳感器。該傳感器的創新點在於能夠抵抗外界的強光幹擾。太陽光中含有對紅外線接收管產生幹擾的紅外線，該光線能夠將紅外線接收二極體導通，使系統產生誤判，甚至導致整個系統癱瘓。本傳感器的優點在於能夠設置多點採集，對射管陣列的間距和陣列數量可根據需求選取。

紅外傳感器避障電路圖
在智能小車製作中經常會用到紅外傳感器避障模，這裡介紹一款智能小車製作時常用的紅外傳感器避障模，模塊是由LM567電路組成，LM567電路是一片鎖相環電路，採用8腳雙列直插塑封。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內部壓控振蕩器的中心頻率f。

其中心頻率f由R、C決定：f=1/（1.1*RC）在電路中，因為紅外發射器的起振頻率是38KHz，其中電容選擇103，所以由以上公式可得R=2.4KΩ。

在電路中僅利用了LM567接收到相同頻率的載波信號後⑧腳電壓由高變低這一特性，來形成對控制對象的控制。

D1發射紅外線，D2接收紅外信號。LM567第⑤、⑥腳為解碼中心頻率設定端，一般通過調整其外接可變電阻W改變捕捉的中心頻率。圖中紅外載波信號來自LM567的第5角，也即載波信號與捕捉中心頻率一致，能夠極大的提高抗幹擾特性。

感器避障模塊LM567的電路圖，如圖，LM567的①、②腳通常分別通過一電容器接地，形成輸出濾波網絡和環路單級低通濾波網絡。②腳所接電容決定鎖相環路的捕捉帶寬：電容值越大，環路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應至少是②腳電容的2倍。③腳是輸入端，要求輸入信號≥25mV。⑧腳是邏輯輸出端，其內部是一個集電極開路的三極體，允許最大灌電流為100mA。LM567的工作電壓為4.75～9V，工作頻率從直流到500kHz，靜態工作電流約8mA。

在選擇紅外發射接收電路電子小製作中，有四個方案可以選擇，並且都做了PCB進行調試比較。

方案一：利用40KHz的晶振作為紅外發射器的震蕩源。通過示波器觀察，波形非常準確完整，由於紅外接收的頻率一般是38KHz，雖然晶振的頻率可以通過可調電阻微調。但是還是很難匹配，每次試驗時都要微調。所以不選擇這個方案。

方案二：如前所述，使用三腳的紅外接收器，但是接收器自備了選頻和解調能力，很難用單片機對其接收信號進行判斷。所以不選擇這個設計方案。

方案三：用高速CMOS型四重二輸入「與非」門74HC00組成RC震蕩電路作為頻率發生器，波形也準確完整，但是難匹配。所以不選擇這個方案。

方案四：選用通用音調解碼器LM567的5輸出38KHz頻率，其特點是紅外線發射部分不設專門的信號發生電路。8腳輸入紅外接收器接收到的信號。這個信號是鎖相音頻解碼器的鎖相中心頻率，這樣既簡化了線路和調試工作，又防止了周圍環境變化和元件參數變化對收發頻率造成的差異，實現了紅外線發射與接收工作頻率的同步自動跟蹤，使電路的穩定性和抗幹擾能力大大加強。本設計中就是利用此方案最終實現避障功能。

這個電子小製作電路的特點是紅外線發射部分不設專門的信號發生電路。而是直接從接收部分的檢測電路LM567的5腳引人信號，這個信號是鎖相音頻解碼器的鎖相中心頻率，這樣既簡化了線路和調試工作，又防止了周圍環境變化和元件參數變化對收發頻率造成的差異，實現了紅外線發射與接收工作頻率的同步自動跟蹤，使電路的穩定性和抗幹擾能力大大加強。

LM567的5腳輸出的38KHz中心頻率輸出給三極體Q1，經過三極體放大，信號輸出給紅外發射器J2，可調電阻R3可以改變其發射功率。信號由紅外接收器J3接收，經過運算放大器741的反相放大，信號輸出給LM567的輸入3腳，由於輸入的信號是LM567的鎖相中心頻率，所以LM567的8腳輸出由默認的高電平變為低電平。發光二極體有了電壓差，所以信號指示燈亮，證明前方有障礙，同時8腳的信號輸出給單片機，由單片機由電平的變化去控制電動機的工作實現避障。

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