紅外線傳感器是用紅外線的物理性質來進行測量的傳感器。紅外線又稱紅外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質。它是一種不可見光,其光譜位于可見光中紅色以外,所以稱紅外線。
紅外傳感器的結構
紅外輻射測溫儀結構
它由光學系統、調制器、紅外傳感器、放大器和指示器等部分組成;
光學系統可以是透射式的、也可以是反射式的。透射式光學系統的部件是用紅外光學材料制成的。
紅外傳感器避障電路圖
在智能小車制作中經常會用到紅外傳感器避障模,這里介紹一款智能小車制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,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后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腳為譯碼中心頻率設定端,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,能夠極大的提高抗干擾特性。
傳感器避障模塊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,靜態工作電流約8mA。
在選擇紅外發射接收電路電子小制作中,有四個方案可以選擇,并且都做了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,由于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:選用通用音調譯碼器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譯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干擾能力大大加強。本設計中就是利用此方案最終實現避障功能。
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