一種光電測距可搭建設(shè)計組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電子教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種光電測距可搭建設(shè)計組件。
【背景技術(shù)】
[0002]利用線陣CXD的感光原理以及光的反射原理可以實現(xiàn)近距離的光電測距。光電測距由于可以實現(xiàn)無接觸測量和精確測量，被廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)。因此在教學(xué)中光電測距實驗室非常重要的實驗，而現(xiàn)有教學(xué)設(shè)備中缺少一種方便學(xué)生理解和掌握利用線陣CCD來進行光電測距原理的試驗設(shè)備。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種方便學(xué)生掌握和操控的光電測距實驗組件。
[0004]本實用新型為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是提供一種光電測距可搭建設(shè)計組件，包括開關(guān)電源、單片機程序下載模塊、液晶顯示電路、信號采集處理電路、傳感器模塊和被測物體；
[0005]所述開關(guān)電源的輸入電壓為220V交流電，其輸出電壓為+5V和+12V直流電，所述開關(guān)電源分別供電于所述單片機程序下載模塊、液晶顯示電路、信號采集處理電路和傳感器模塊；
[0006]所述傳感器模塊包括紅外傳感器，該紅外傳感器為Sharp公司生產(chǎn)的型號為GP2D12的紅外傳感器，紅外傳感器GP2D12發(fā)射的紅外線照射在所述被測物體上，紅外傳感器接收經(jīng)被測物體反射回來的紅外線；
[0007]所述傳感器模塊的信號輸出端連接至所述信號采集處理電路；所述信號采集處理電路的輸出端連接至所述單片機程序下載模塊，所述單片機程序下載模塊控制連接所述液晶顯不電路；
[0008]根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實例，本試驗組件上設(shè)置有導(dǎo)軌，所述GP2D12紅外傳感器固定在所述導(dǎo)軌一端，所述被測物體為一個固定在支架上的白屏，支架固定在滑塊上，所述滑塊可滑動連接在所述導(dǎo)軌上。所述被測物體與所述傳感器模塊中的傳感器之間的可測距離范圍為10-80厘米
[0009]根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實例，所述液晶顯示電路中的液晶顯示屏為1602液晶；所述單片機程序下載模塊的單片機為STC89C52 ;所述信號采集處理電路的A/D轉(zhuǎn)換芯片為TLC1549CP ;所述信號采集處理電路的電源輸入前端連接有一個穩(wěn)壓電路為A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1549CP提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)比較電壓。
[0010]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:搭建式的平臺能加強學(xué)生的動手能力，使學(xué)生能深刻地理解光電測距、線陣CCD測距的基本原理和實現(xiàn)方法，可編程的單片機程序下載模塊方便學(xué)生自己編寫將測試距離實時顯示在液晶屏上，本實驗組件在光電測距實驗中融匯進液晶顯示實驗，能夠加強學(xué)生綜合運用各種知識的能力。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的原理框圖；
[0012]圖2-1至圖2-3是本實用新型中單片機程序下載模塊和液晶顯示電路的電路圖；
[0013]圖3是本實用新型中信號采集處理電路的電路圖；
[0014]圖4是紅外傳感器的三角測量原理圖。
[0015]圖中:1、開關(guān)電源；2、單片機程序下載模塊；3、液晶顯示電路；4、信號采集處理電路；5、傳感器模塊；6、被測物體。
【具體實施方式】
[0016]為了進一步了解本實用新型的【實用新型內(nèi)容】、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下:
[0017]請參閱圖1，本實用新型的技術(shù)方案是提供一種光電測距可搭建設(shè)計組件，包括開關(guān)電源1、單片機程序下載模塊2、液晶顯示電路3、信號采集處理電路4、傳感器模塊5和被測物體6 ；
[0018]開關(guān)電源I的輸入電壓為220V交流電，其輸出電壓為+5V和+12V直流電，開關(guān)電源I分別供電于單片機程序下載模塊2、液晶顯示電路3、信號采集處理電路4和傳感器模塊5 ;
[0019]傳感器模塊5包括紅外傳感器，該紅外傳感器為Sharp公司生產(chǎn)的型號為GP2D12的紅外傳感器，發(fā)射的紅外線照射在被測物體6上，紅外傳感器接收經(jīng)被測物體6反射回來的紅外線；
[0020]傳感器模塊5中的信號輸出端連接至信號采集處理電路4 ;信號采集處理電路4的輸出端連接至單片機程序下載模塊2，單片機程序下載模塊2控制連接液晶顯示電路3 ;
[0021]如圖3所示為信號采集處理電路4，JPl為紅外傳感器GP2D12，距離傳感器、R8和C4組成信號采集處理單元，U3為A/D轉(zhuǎn)換芯片TLC1549CP，U4為AD1585ART, U5為TCM838 ；將處理后的信號接入U3的2腳；U4和U5及其外圍電路的連接產(chǎn)生一個穩(wěn)定的5V電壓，為A/D轉(zhuǎn)換芯片U3提供穩(wěn)定的基準(zhǔn)比較電壓；U3的5、6、7引腳分別和單片機的23腳、22腳、21腳相連實現(xiàn)了將數(shù)字量送入單片機的功能。+5V接C15的一端、D3的正極、JPl的I腳、U3的8腳、U5的2腳;U1的23腳接U3的7腳;U1的21腳接U3的5腳;U1的22腳接U3的6腳；GND接C14的一端、C15的另一端、C16的一端、C17的一端、C18的一端、JPl的2腳、U3的3腳、U3的4腳U4的2腳、U5的4腳；C14的另一端接R8的一端、U3的2腳；C16的另一端接U3的I腳、U4的I腳；C17的另一端接C18的另一端、D4的負(fù)極、U4的3腳；C19的一端接C20的一端、U5的5腳；C19的另一端接U5的3腳；C20的另一端接D3的負(fù)極、D4的正極JPl的3腳接R8的另一端。
[0022]如圖2-1至圖2-3所示為單片機程序下載模塊2和液晶顯示電路3，這兩個電路主要完成單片機程序的燒錄工作，同時將驅(qū)動1602液晶屏顯示實驗數(shù)據(jù)。其中Ul為單片機STC89C52、U2為電平轉(zhuǎn)換芯片MAX202，S1、R1、R3和Cl組成單片機按鍵復(fù)位電路；DB15、U1、U2及其外圍電路共同實現(xiàn)單片機程序燒錄功能；將USB轉(zhuǎn)串口線一端與電腦連接，另一端與該電路中DB15插件連接好，打開軟件即可實現(xiàn)程序的燒錄工作；單片機PO 口、JP2和KPl共同組成液晶顯示單元。+5V接Cl的一端、C5的一端、C6 —端、C9 一端、JP2的2腳、JP2的15腳、KPl的I腳、R2的一端、SI的一端、Ul的40腳、U2的16腳、W3的一個固定端；GND接C2的一端、C3的一端、C4的一端、C5的另一端、C9的另一端、DB15的5腳、JP2的I腳、JP2的16腳、R3的一端、Ul的20腳、U2的15腳、W3的另一個固定端；C4的另一端接U2的6腳；C6的另一端接U2的2腳；C7的一端接U2的I腳；C7的另一端接U2的3腳；C8的一端接U2的4腳；C8的另一端U2的5腳；DB15的2腳接U2的14腳；DB15的3腳接U2的13腳JP2的3腳接W3的可調(diào)端JP2的4腳接Ul的24腳JP2的5腳接Ul的25腳JP2的6腳接Ul的26腳JP2的7腳接KPl的2腳、Ul的39腳JP2的8腳接KPl的3腳、Ul的38腳JP2的9腳接KPl的4腳、Ul的37腳JP2的10腳接KPl的5腳、Ul的36腳JP2的11腳接KPl的6腳、Ul的35腳JP2的12腳接KPl的7腳、Ul的34腳;JP2的13腳接KPl的8腳、Ul的33腳JP2的14腳接KPl的9腳、Ul的32腳;R1的一端接SI的另一端；R2的另一端接Ul的31腳；U1的10腳接U2的12腳；U1的11腳接U2的11腳；C1的一另端接Rl的另一端、R3的另一端、Ul的9腳；C3的另一端接Ul的19腳、Yl的一端；C2的另一端接Ul的18腳、Yl的另一端。
[0023]如圖4所示為GP2D12紅外傳感器所依據(jù)的三角測量原理，紅外發(fā)射器按照一定的角度a發(fā)射紅外光束，當(dāng)遇到物體后反射回來的紅外光線被CCD檢測器檢測到以后，會獲得一個偏移值L，利用三角關(guān)系，在知道了發(fā)射角度a，偏移距L，中心矩X，以及濾鏡的焦距f以后，傳感器到物體距離D就可以通過幾何關(guān)系計算出來。
[0024]試驗組件上設(shè)置有導(dǎo)軌，所述GP2D12紅外傳感器固定在所述導(dǎo)軌一端，所述被測物體6為一個固定在支架上的白屏，支架固定在滑塊上，所述滑塊可滑動連接在所述導(dǎo)軌上。所述被測物體6與所述傳感器模塊5中的傳感器的距離為可測距離，該距離的范圍為10-80厘米。
[0025]本實用新型的工作過程是:1.按照電路原理圖搭接好電路；2.將紅外傳感器GP2D12固定在導(dǎo)軌的一端，將被測白屏的支架固定在滑塊上；3.開啟開關(guān)電源，將編寫好的單片機程序燒錄進單片機，驅(qū)動液晶顯示屏1602的顯示；4.將被測的白屏與GP2D12的距離調(diào)整到可測距離10厘米到80厘米之間，觀察移動白屏的時候，液晶顯示屏上顯示的測量距離的變化。
[0026]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應(yīng)仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種光電測距可搭建設(shè)計組件，其特征在于:包括開關(guān)電源(I)、單片機程序下載模塊(2)、液晶顯示電路(3)、信號采集處理電路(4)、傳感器模塊(5)和被測物體(6)， 所述開關(guān)電源(I)分別供電于所述單片機程序下載模塊(2)、液晶顯示電路(3)、信號采集處理電路(4)和傳感器模塊(5); 所述傳感器模塊(5)包括紅外傳感器，紅外傳感器發(fā)射的紅外線照射在所述被測物體(6)上，紅外傳感器接收經(jīng)被測物體(6)反射回來的紅外線； 所述傳感器模塊(5)的信號輸出端連接至所述信號采集處理電路(4);所述信號采集處理電路(4)的輸出端連接至所述單片機程序下載模塊(2)，所述單片機程序下載模塊(2)控制連接所述液晶顯示電路(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電測距可搭建設(shè)計組件，其特征在于:所述開關(guān)電源(I)的輸入電壓為220V交流電，其輸出電壓為+5V和+12V直流電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電測距可搭建設(shè)計組件，其特征在于:還包括導(dǎo)軌，所述紅外傳感器固定在所述導(dǎo)軌一端，所述被測物體(6)可滑動于所述導(dǎo)軌上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光電測距可搭建設(shè)計組件，其特征在于:所述被測物體(6)為一個固定在支架上的白屏，所述支架固定在滑塊上，所述滑塊滑動連接在所述導(dǎo)軌上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電測距可搭建設(shè)計組件，其特征在于:所述被測物體(6)與所述傳感器模塊(5)中的紅外傳感器之間的可測距離范圍為10-80厘米。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電測距可搭建設(shè)計組件，其特征在于:所述信號采集處理電路(4)的電源輸入前端連接有一個穩(wěn)壓電路。
【專利摘要】本實用新型提供一種光電測距可搭建設(shè)計組件，包括開關(guān)電源、單片機程序下載模塊、液晶顯示電路、信號采集處理電路、傳感器模塊和被測物體，開關(guān)電源給儀器內(nèi)各個電路供電；傳感器模塊包括紅外傳感器，紅外傳感器發(fā)射的紅外線照射在被測物體上，紅外傳感器接收經(jīng)被測物體反射回來的紅外線；傳感器模塊的信號輸出端連接至信號采集處理電路；信號采集處理電路的輸出端連接至單片機程序下載模塊，單片機程序下載模塊控制連接液晶顯示電路，本實用新型搭建式的平臺能加強學(xué)生的動手能力，使學(xué)生能深刻地理解光電測距的基本原理和實現(xiàn)方法，本實驗組件在光電測距實驗中融匯進液晶顯示實驗，能夠加強學(xué)生綜合運用各種知識的能力。
【IPC分類】G01S17/48, G09B23/18
【公開號】CN204808690
【申請?zhí)枴緾N201520423979
【發(fā)明人】姜春秀, 焦錚, 趙雙印, 劉長蕊
【申請人】天津夢祥原科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年6月18日