紅外傳感器是什么
紅外傳感系統(tǒng)是用紅外線為介質(zhì)的測(cè)量系統(tǒng)，按照功能可分成五類，按探測(cè)機(jī)理可分成為光子探測(cè)器和熱探測(cè)器。紅外傳感技術(shù)已經(jīng)在現(xiàn)代科技、國(guó)防和工農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。
紅外線對(duì)射管的驅(qū)動(dòng)分為電平型和脈沖型兩種驅(qū)動(dòng)方式。由紅外線對(duì)射管陣列組成分離型光電傳感器。該傳感器的創(chuàng)新點(diǎn)在于能夠抵抗外界的強(qiáng)光干擾。太陽(yáng)光中含有對(duì)紅外線接收管產(chǎn)生干擾的紅外線，該光線能夠?qū)⒓t外線接收二極管導(dǎo)通，使系統(tǒng)產(chǎn)生誤判，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。本傳感器的優(yōu)點(diǎn)在于能夠設(shè)置多點(diǎn)采集，對(duì)射管陣列的間距和陣列數(shù)量可根據(jù)需求選取。
紅外傳感器避障電路圖
在智能小車(chē)制作中經(jīng)常會(huì)用到紅外傳感器避障模，這里介紹一款智能小車(chē)制作時(shí)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(huán)電路，采用8腳雙列直插塑封。其⑤、⑥腳外接的電阻和電容決定了內(nèi)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?yàn)榧t外發(fā)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(hào)后⑧腳電壓由高變低這一特性，來(lái)形成對(duì)控制對(duì)象的控制。
D1發(fā)射紅外線，D2接收紅外信號(hào)。LM567第⑤、⑥腳為譯碼中心頻率設(shè)定端，一般通過(guò)調(diào)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(hào)來(lái)自LM567的第5角，也即載波信號(hào)與捕捉中心頻率一致，能夠極大的提高抗干擾特性。
感器避障模塊LM567的電路圖，如圖，LM567的①、②腳通常分別通過(guò)一電容器接地，形成輸出濾波網(wǎng)絡(luò)和環(huán)路單級(jí)低通濾波網(wǎng)絡(luò)。②腳所接電容決定鎖相環(huán)路的捕捉帶寬：電容值越大，環(huán)路帶寬越窄。①腳所接電容的容量應(yīng)至少是②腳電容的2倍。③腳是輸入端，要求輸入信號(hào)≥25mV。⑧腳是邏輯輸出端，其內(nèi)部是一個(gè)集電極開(kāi)路的三極管，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(tài)工作電流約8mA。
在選擇紅外發(fā)射接收電路電子小制作中，有四個(gè)方案可以選擇，并且都做了PCB進(jìn)行調(diào)試比較。
方案一：利用40KHz的晶振作為紅外發(fā)射器的震蕩源。通過(guò)示波器觀察，波形非常準(zhǔn)確完整，由于紅外接收的頻率一般是38KHz，雖然晶振的頻率可以通過(guò)可調(diào)電阻微調(diào)。但是還是很難匹配，每次試驗(yàn)時(shí)都要微調(diào)。所以不選擇這個(gè)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(diào)能力，很難用單片機(jī)對(duì)其接收信號(hào)進(jìn)行判斷。所以不選擇這個(gè)設(shè)計(jì)方案。
方案三：用高速CMOS型四重二輸入“與非”門(mén)74HC00組成RC震蕩電路作為頻率發(fā)生器，波形也準(zhǔn)確完整，但是難匹配。所以不選擇這個(gè)方案。
方案四：選用通用音調(diào)譯碼器LM567的5輸出38KHz頻率，其特點(diǎn)是紅外線發(fā)射部分不設(shè)專門(mén)的信號(hào)發(fā)生電路。8腳輸入紅外接收器接收到的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)是鎖相音頻譯碼器的鎖相中心頻率，這樣既簡(jiǎn)化了線路和調(diào)試工作，又防止了周?chē)h(huán)境變化和元件參數(shù)變化對(duì)收發(fā)頻率造成的差異，實(shí)現(xiàn)了紅外線發(fā)射與接收工作頻率的同步自動(dòng)跟蹤，使電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大加強(qiáng)。本設(shè)計(jì)中就是利用此方案最終實(shí)現(xiàn)避障功能。
這個(gè)電子小制作電路的特點(diǎn)是紅外線發(fā)射部分不設(shè)專門(mén)的信號(hào)發(fā)生電路。而是直接從接收部分的檢測(cè)電路LM567的5腳引人信號(hào)，這個(gè)信號(hào)是鎖相音頻譯碼器的鎖相中心頻率，這樣既簡(jiǎn)化了線路和調(diào)試工作，又防止了周?chē)h(huán)境變化和元件參數(shù)變化對(duì)收發(fā)頻率造成的差異，實(shí)現(xiàn)了紅外線發(fā)射與接收工作頻率的同步自動(dòng)跟蹤，使電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大加強(qiáng)。
LM567的5腳輸出的38KHz中心頻率輸出給三極管Q1，經(jīng)過(guò)三極管放大，信號(hào)輸出給紅外發(fā)射器J2，可調(diào)電阻R3可以改變其發(fā)射功率。信號(hào)由紅外接收器J3接收，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器741的反相放大，信號(hào)輸出給LM567的輸入3腳，由于輸入的信號(hào)是LM567的鎖相中心頻率，所以LM567的8腳輸出由默認(rèn)的高電平變?yōu)榈碗娖健０l(fā)光二極管有了電壓差，所以信號(hào)指示燈亮，證明前方有障礙，同時(shí)8腳的信號(hào)輸出給單片機(jī)，由單片機(jī)由電平的變化去控制電動(dòng)機(jī)的工作實(shí)現(xiàn)避障。