CN204116957U

CN204116957U - 一种基于单片机的红外寻迹探测电路

Info

Publication number: CN204116957U
Application number: CN201420508056.3U
Authority: CN
Inventors: 徐云鹏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-04
Filing date: 2014-09-04
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2024-09-04

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的红外寻迹探测电路，该控制系统包括中心控制处理模块、红外传感器触发模块、红外探测模块、开关稳压模块以及电源模块；所述的红外传感器触发模块连接红外探测模块，所述的红外探测模块连接开关稳压模块，所述的红外探测电路由多路红外发射管和接收管组成；该高速公路隧道模型电气控制系统结构简单、成本低廉，采用模块化设计理念，对红外发射管和接收管进行单独供电，提高峰值电流与发射管的功率，增加了寻迹板的探测距离。

Description

一种基于单片机的红外寻迹探测电路

技术领域

本实用新型属于电力电子领域，尤其涉及一种基于单片机的红外寻迹探测电路。

背景技术

随着科技的进步，电子产品和工业生产都趋向于智能化，应用于不同领域的机器人相继出现，智能汽车也以较快的速度发展。寻迹机器人和寻迹智能车是两个重要的研究和发展方向。寻迹板的探测距离不远是制约寻迹机器人进行有效控制和寻迹智能车快速的一个关键因素，因此，研究如何有效地提高寻迹板的探测距离进而优化控制策略具有很重要的意义。

本设计能够增大红外传感器对黑白的探测距离，提高电源的利用效率和寻迹板的前瞻性。对于寻迹方面的智能产品，如寻迹机器人和寻迹智能车，寻迹板是它们的眼睛，其探测距离对系统的性能和控制策略有很重要的影响。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于，提供一种基于单片机的红外寻迹探测电路，本实用新型采用模块化设计理念，对红外发射管和接收管进行单独供电，提高峰值电流与发射管的功率，增加了寻迹板的探测距离。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下的技术解决方案：

一种基于单片机的红外寻迹探测电路，其特征在于，由中心控制处理模块（1）、红外传感器触发模块（2）、红外探测模块（3）、开关稳压模块（4）以及电源模块（5）组成；所述的红外传感器触发模块（2）连接红外探测模块（3），所述的红外探测模块（3）连接开关稳压模块（4），所述的中心控制处理模块（1）同时与红外传感器触发模块（2）和红外探测模块（3）相连；所述的电源模块（5）与各个电路模块相连，为其提供+5V工作电源；所述的红外传感器触发模块由电阻（R1~R4）、电容（C1、C2）、稳压二极管（D1、D2）、NPN型三极管（T）和N沟道MOS管（Q）组成，所述的第一稳压二极管（D1）的负极与脉冲信号输入端（Vg）相连，其正极接第一电阻（R1）；所述三极管（T）的基极与第二电阻（R2）相连，三极管的集电极连接第三电阻（R3）；所述第一电容（C1）接在三极管（T）的基极与发射极之间，所述第二电容（C2）接在MOS管（Q）的栅极与源极之间；所述第四电阻（R4）与MOS管（Q）的栅极相连；所述的第二稳压二极管（D2）与MOS管（Q）并联，信号输出端（Vout）接多路红外检测电路发射管的负极；所述的电源模块采用稳压芯片LM2576T为电路提供稳定的+5V电源。

本实用新型的有益效果是：

本方案采用模块化的思想，硬件电路简单、控制软件灵活稳定性好。其中，红外发射管工作于脉冲状态，脉动光的传送距离与脉冲的峰值电流成正比，即只需要提高峰值就能增加红外光的发射距离。对红外发光管进行脉冲供电，在平均电流不变的情况下，峰值电流可以很大，从而提高了发射管的功率，增大了寻迹板的探测距离。寻迹板工作时，环境光干扰主要是直流分量，采用带有交流分量的脉冲调制信号，大幅度减少外界干扰。对红外发射管和接收管进行单独供电，防止了他们之间的相互影响，提高了稳定性。采用开关稳压电路，对来自电源的高频干扰有较强的抑制作用，提高了可靠性。用多路红外发射管，总的耗电量较大，采用开关电路将电源电压降至发射管压降时为红外发光管供电，每个红外发光管工作时可以不用串联电阻，可大大提高电源利用效率。

该基于单片机的红外寻迹探测电路结构简单、成本低廉，采用模块化设计理念，对红外发射管和接收管进行单独供电，提高峰值电流与发射管的功率，增加了寻迹板的探测距离。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的解释说明。

图1是该基于单片机的红外寻迹探测电路系统的原理图。

图2是红外传感器触发模块的电路原理图。

具体实施方式

该实用新型的硬件电路简单、软件设计灵活、电源利用效率高。红外发射管工作于脉冲状态。脉动光的传送距离与脉冲的峰值电流成正比，只需要提高峰值就能增加红外光的发射距离。红外发光管的最大工作电流取决于平均电流，对红外发光管进行脉冲供电，在平均电流不变的情况下，峰值电流可以很大，从而提高了发射管的功率，增加了寻迹板的探测距离。寻迹板工作时的环境光干扰主要是直流分量，采用带有交流分量的脉冲信号，能大幅度减少外界干扰。对红外发射管和接收管进行单独供电，防止了他们之间的相互影响，提高了稳定性和可靠性。用多路红外发射管，总的耗电量较大，采用开关电路将电源电压降至发射管压降时为红外发光管供电，每个红外发光管工作时可以不用串联电阻，大大提高了电源利用效率。图1是该高速公路隧道模型电气控制系统系统的原理图，红外传感器触发模块（2）连接红外探测模块（3），所述的红外探测模块（3）连接开关稳压模块（4），所述的中心控制处理模块（1）同时与红外传感器触发模块（2）和红外探测模块（3）相连；所述的电源模块（5）与各个电路模块相连，为其提供+5V工作电源。

图2是红外传感器触发模块的电路原理图，该触发电路由电阻（R1~R4）、电容（C1、C2）、稳压二极管（D1、D2）、NPN型三极管（T）和N沟道MOS管（Q）组成，所述的稳压二极管（D1）的负极接脉冲信号输入端（Vg），其正极接电阻（R1）；所述的三极管（T）基极与电阻（R2）相连，三极管的集电极连接电阻（R3）；所述电容（C1）接在三极管（T）的基极与发射极之间，所述电容（C2）接在MOS管（Q）的栅极与源极之间；所述电阻（R4）与MOS管（Q）的栅极相连；所述的二极管（D2）与MOS管（Q）并联，信号输出端（Vout）接多路红外检测电路发射管的负极。

本实用新型采用LM2576T-ADJ的开关稳压电路，能连续输出3A的电流，内含固定频率震荡器（52KHZ），和基准稳压器（1.23V），具有完善的保护电路，电压调节范围从1.23V到输入电压的90%，完全能满足多路红外发光管的负载要求。发光管发光时的压降一般为1.6V，通过此电路得到1.6V电压对发光管直接供电，每个发光管工作时不用串联电阻，提高了电源的利用效率。给红外接收管供5V电的稳压电路采用LM2576T-5的开关稳压电路，对来自电源的高频干扰有较强的抑制作用。C1采用0.1uF的贴片陶瓷电容，C2为100uF的贴片陶瓷电容。

除了上述以外本实用新型所属技术领域的普通技术人员也都能理解到，在此说明和图示的具体实施例都可以进一步变动结合。例如，可以将中心控制处理模块根据实际工况更换为英飞凌或飞思卡尔高性能MCU。

Claims

1.一种基于单片机的红外寻迹探测电路，其特征在于，由中心控制处理模块（1）、红外传感器触发模块（2）、红外探测模块（3）、开关稳压模块（4）以及电源模块（5）组成；所述的红外传感器触发模块（2）连接红外探测模块（3），所述的红外探测模块（3）连接开关稳压模块（4），所述的中心控制处理模块（1）同时与红外传感器触发模块（2）和红外探测模块（3）相连；所述的电源模块（5）与各个电路模块相连，为其提供+5V工作电源。

2.如权利要求1所述的一种基于单片机的红外寻迹探测电路，其特征在于，所述的红外传感器触发模块由电阻（R1~R4）、电容（C1、C2）、稳压二极管（D1、D2）、NPN型三极管（T）和N沟道MOS管（Q）组成，所述的第一稳压二极管（D1）的负极与脉冲信号输入端（Vg）相连，其正极接第一电阻（R1）；所述三极管（T）的基极与第二电阻（R2）相连，三极管的集电极连接第三电阻（R3）；所述第一电容（C1）接在三极管（T）的基极与发射极之间，所述第二电容（C2）接在MOS管（Q）的栅极与源极之间；所述第四电阻（R4）与MOS管（Q）的栅极相连；所述的第二稳压二极管（D2）与MOS管（Q）并联，信号输出端（Vout）接多路红外检测电路发射管的负极。

3.如权利要求1所述的一种基于单片机的红外寻迹探测电路，其特征在于，所述的电源模块采用稳压芯片LM2576T为电路提供稳定的+5V电源。