一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路，該控制系統(tǒng)包括中心控制處理模塊、紅外傳感器觸發(fā)模塊、紅外探測模塊、開關(guān)穩(wěn)壓模塊以及電源模塊；所述的紅外傳感器觸發(fā)模塊連接紅外探測模塊，所述的紅外探測模塊連接開關(guān)穩(wěn)壓模塊，所述的紅外探測電路由多路紅外發(fā)射管和接收管組成；該高速公路隧道模型電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，對紅外發(fā)射管和接收管進(jìn)行單獨(dú)供電，提高峰值電流與發(fā)射管的功率，增加了尋跡板的探測距離。
【專利說明】
一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于電力電子領(lǐng)域，尤其涉及一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的進(jìn)步，電子產(chǎn)品和工業(yè)生產(chǎn)都趨向于智能化，應(yīng)用于不同領(lǐng)域的機(jī)器人相繼出現(xiàn)，智能汽車也以較快的速度發(fā)展。尋跡機(jī)器人和尋跡智能車是兩個(gè)重要的研究和發(fā)展方向。尋跡板的探測距離不遠(yuǎn)是制約尋跡機(jī)器人進(jìn)行有效控制和尋跡智能車快速的一個(gè)關(guān)鍵因素，因此，研究如何有效地提高尋跡板的探測距離進(jìn)而優(yōu)化控制策略具有很重要的意義。
[0003]本設(shè)計(jì)能夠增大紅外傳感器對黑白的探測距離，提高電源的利用效率和尋跡板的前瞻性。對于尋跡方面的智能產(chǎn)品，如尋跡機(jī)器人和尋跡智能車，尋跡板是它們的眼睛，其探測距離對系統(tǒng)的性能和控制策略有很重要的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路，本實(shí)用新型采用模塊化設(shè)計(jì)理念，對紅外發(fā)射管和接收管進(jìn)行單獨(dú)供電，提高峰值電流與發(fā)射管的功率，增加了尋跡板的探測距離。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)解決方案:
[0006]一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路，其特征在于，由中心控制處理模塊(I)、紅外傳感器觸發(fā)模塊(2)、紅外探測模塊(3)、開關(guān)穩(wěn)壓模塊(4)以及電源模塊(5)組成；所述的紅外傳感器觸發(fā)模塊(2 )連接紅外探測模塊(3 )，所述的紅外探測模塊(3 )連接開關(guān)穩(wěn)壓模塊(4)，所述的中心控制處理模塊(I)同時(shí)與紅外傳感器觸發(fā)模塊(2)和紅外探測模塊
(3)相連；所述的電源模塊(5)與各個(gè)電路模塊相連，為其提供+5V工作電源；所述的紅外傳感器觸發(fā)模塊由電阻(R1?R4)、電容(Cl、C2)、穩(wěn)壓二極管(Dl、D2)、NPN型三極管(T)和N溝道MOS管(Q)組成，所述的第一穩(wěn)壓二極管(Dl)的負(fù)極與脈沖信號輸入端(Vg)相連，其正極接第一電阻(Rl);所述三極管(T)的基極與第二電阻(R2)相連，三極管的集電極連接第三電阻(R3);所述第一電容(Cl)接在三極管(T)的基極與發(fā)射極之間，所述第二電容(C2)接在MOS管(Q)的柵極與源極之間；所述第四電阻(R4)與MOS管(Q)的柵極相連；所述的第二穩(wěn)壓二極管(D2)與MOS管(Q)并聯(lián)，信號輸出端(Vout)接多路紅外檢測電路發(fā)射管的負(fù)極；所述的電源模塊采用穩(wěn)壓芯片LM2576T為電路提供穩(wěn)定的+5V電源。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0008]本方案采用模塊化的思想，硬件電路簡單、控制軟件靈活穩(wěn)定性好。其中，紅外發(fā)射管工作于脈沖狀態(tài)，脈動(dòng)光的傳送距離與脈沖的峰值電流成正比，即只需要提高峰值就能增加紅外光的發(fā)射距離。對紅外發(fā)光管進(jìn)行脈沖供電，在平均電流不變的情況下，峰值電流可以很大，從而提高了發(fā)射管的功率，增大了尋跡板的探測距離。尋跡板工作時(shí)，環(huán)境光干擾主要是直流分量，采用帶有交流分量的脈沖調(diào)制信號，大幅度減少外界干擾。對紅外發(fā)射管和接收管進(jìn)行單獨(dú)供電，防止了他們之間的相互影響，提高了穩(wěn)定性。采用開關(guān)穩(wěn)壓電路，對來自電源的高頻干擾有較強(qiáng)的抑制作用，提高了可靠性。用多路紅外發(fā)射管，總的耗電量較大，采用開關(guān)電路將電源電壓降至發(fā)射管壓降時(shí)為紅外發(fā)光管供電，每個(gè)紅外發(fā)光管工作時(shí)可以不用串聯(lián)電阻，可大大提高電源利用效率。
[0009]該基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，對紅外發(fā)射管和接收管進(jìn)行單獨(dú)供電，提高峰值電流與發(fā)射管的功率，增加了尋跡板的探測距離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋說明。
[0011]圖1是該基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路系統(tǒng)的原理圖。
[0012]圖2是紅外傳感器觸發(fā)模塊的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]該實(shí)用新型的硬件電路簡單、軟件設(shè)計(jì)靈活、電源利用效率高。紅外發(fā)射管工作于脈沖狀態(tài)。脈動(dòng)光的傳送距離與脈沖的峰值電流成正比，只需要提高峰值就能增加紅外光的發(fā)射距離。紅外發(fā)光管的最大工作電流取決于平均電流，對紅外發(fā)光管進(jìn)行脈沖供電，在平均電流不變的情況下，峰值電流可以很大，從而提高了發(fā)射管的功率，增加了尋跡板的探測距離。尋跡板工作時(shí)的環(huán)境光干擾主要是直流分量，采用帶有交流分量的脈沖信號，能大幅度減少外界干擾。對紅外發(fā)射管和接收管進(jìn)行單獨(dú)供電，防止了他們之間的相互影響，提高了穩(wěn)定性和可靠性。用多路紅外發(fā)射管，總的耗電量較大，采用開關(guān)電路將電源電壓降至發(fā)射管壓降時(shí)為紅外發(fā)光管供電，每個(gè)紅外發(fā)光管工作時(shí)可以不用串聯(lián)電阻，大大提高了電源利用效率。圖1是該高速公路隧道模型電氣控制系統(tǒng)系統(tǒng)的原理圖，紅外傳感器觸發(fā)模塊(2)連接紅外探測模塊(3)，所述的紅外探測模塊(3)連接開關(guān)穩(wěn)壓模塊(4)，所述的中心控制處理模塊(I)同時(shí)與紅外傳感器觸發(fā)模塊(2)和紅外探測模塊(3)相連；所述的電源模塊(5)與各個(gè)電路模塊相連，為其提供+5V工作電源。
[0014]圖2是紅外傳感器觸發(fā)模塊的電路原理圖，該觸發(fā)電路由電阻(RfR4)、電容(Cl、C2)、穩(wěn)壓二極管(Dl、D2)、NPN型三極管(T)和N溝道MOS管(Q)組成，所述的穩(wěn)壓二極管(Dl)的負(fù)極接脈沖信號輸入端(Vg)，其正極接電阻(Rl);所述的三極管(T)基極與電阻(R2)相連，三極管的集電極連接電阻(R3);所述電容(Cl)接在三極管(T)的基極與發(fā)射極之間，所述電容(C2)接在MOS管(Q)的柵極與源極之間；所述電阻(R4)與MOS管(Q)的柵極相連；所述的二極管(D2)與MOS管(Q)并聯(lián)，信號輸出端(Vout)接多路紅外檢測電路發(fā)射管的負(fù)極。
[0015]本實(shí)用新型采用LM2576T-ADJ的開關(guān)穩(wěn)壓電路，能連續(xù)輸出3A的電流，內(nèi)含固定頻率震蕩器(52KHZ)，和基準(zhǔn)穩(wěn)壓器(1.23V)，具有完善的保護(hù)電路，電壓調(diào)節(jié)范圍從1.23V到輸入電壓的90%,完全能滿足多路紅外發(fā)光管的負(fù)載要求。發(fā)光管發(fā)光時(shí)的壓降一般為
1.6V，通過此電路得到1.6V電壓對發(fā)光管直接供電，每個(gè)發(fā)光管工作時(shí)不用串聯(lián)電阻，提高了電源的利用效率。給紅外接收管供5V電的穩(wěn)壓電路采用LM2576T-5的開關(guān)穩(wěn)壓電路，對來自電源的高頻干擾有較強(qiáng)的抑制作用。Cl采用0.1uF的貼片陶瓷電容，C2為10uF的貼片陶瓷電容。
[0016]除了上述以外本實(shí)用新型所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員也都能理解到，在此說明和圖示的具體實(shí)施例都可以進(jìn)一步變動(dòng)結(jié)合。例如，可以將中心控制處理模塊根據(jù)實(shí)際工況更換為英飛凌或飛思卡爾高性能MCU。
【權(quán)利要求】
1.一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路，其特征在于，由中心控制處理模塊(1)、紅外傳感器觸發(fā)模塊(2)、紅外探測模塊(3)、開關(guān)穩(wěn)壓模塊(4)以及電源模塊(5)組成；所述的紅外傳感器觸發(fā)模塊(2 )連接紅外探測模塊(3 )，所述的紅外探測模塊(3 )連接開關(guān)穩(wěn)壓模塊(4)，所述的中心控制處理模塊(1)同時(shí)與紅外傳感器觸發(fā)模塊(2)和紅外探測模塊(3)相連；所述的電源模塊(5)與各個(gè)電路模塊相連，為其提供+5V工作電源。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路，其特征在于，所述的紅外傳感器觸發(fā)模塊由電阻(R1?R4)、電容(C1、C2)、穩(wěn)壓二極管(D1、D2)、NPN型三極管(T)和N溝道MOS管(Q)組成，所述的第一穩(wěn)壓二極管(D1)的負(fù)極與脈沖信號輸入端(Vg)相連，其正極接第一電阻(R1);所述三極管(T)的基極與第二電阻(R2)相連，三極管的集電極連接第三電阻(R3);所述第一電容(C1)接在三極管(T)的基極與發(fā)射極之間，所述第二電容(C2)接在MOS管(Q)的柵極與源極之間；所述第四電阻(R4)與MOS管(Q)的柵極相連；所述的第二穩(wěn)壓二極管(D2)與MOS管(Q)并聯(lián)，信號輸出端(Vout)接多路紅外檢測電路發(fā)射管的負(fù)極。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于單片機(jī)的紅外尋跡探測電路，其特征在于，所述的電源模塊采用穩(wěn)壓芯片LM2576T為電路提供穩(wěn)定的+5V電源。
【文檔編號】G05D1/02GK204116957SQ201420508056
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】徐云鵬 申請人:徐云鵬