專利名稱：一種用于黑白尋跡板的紅外探測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及尋跡機(jī)器人和尋跡智能車領(lǐng)域，特別涉及一種用于黑白尋跡板的 紅外探測電路。
背景技術(shù)：
對于尋跡機(jī)器人和尋跡智能車而言，尋跡板是它們的眼睛，其探測距離對其性能 和控制策略有很重要的影響。黑白尋跡板是利用光電傳感器對黑白路徑信息進(jìn)行檢測的電 路板。目前，黑白尋跡板一般采用紅外線探測距離，但是其探測距離不遠(yuǎn)是制約此類尋跡機(jī) 器人進(jìn)行有效控制和尋跡智能車快速行駛的一個關(guān)鍵因素。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于黑白尋跡板的紅外探測電路，能夠延伸紅外 線探測距離，提高黑白尋跡板的探測性能。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。一種用于黑白尋跡板的紅外探測電路，包括單片機(jī)、紅外發(fā)射電路和紅外接收電 路，所述紅外接收電路的輸出端連接單片機(jī)的輸入端口，其特征在于，所述紅外發(fā)射電路包 含依次串聯(lián)的紅外發(fā)射管和電子脈沖開關(guān)，所述電子脈沖開關(guān)的控制端連接所述單片機(jī)的 輸出端口。本實(shí)用新型的進(jìn)一步特點(diǎn)在于所述紅外發(fā)射電路和紅外接收電路分別連接各自 獨(dú)立的供電電源。所述電子脈沖開關(guān)包含一個三極管和一個M0S管，所述三級管的基極連接所述單 片機(jī)的輸出端口、發(fā)射極接地、集電極連接M0S管的柵極，所述M0S管的源極接地、漏極連接 所述紅外發(fā)射管的陰極；其進(jìn)一步特點(diǎn)在于，所述M0S管的源極和漏極之間連接有一個穩(wěn)
壓二極管。本實(shí)用新型具有以下顯著效果(1)探測距離遠(yuǎn)。本實(shí)用新型采用電子脈沖開關(guān) 控制紅外發(fā)射管，紅外發(fā)射管工作于脈沖狀態(tài)。脈動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)射管的最大工作電流取決于平均 電流，對紅外發(fā)射管進(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 高了紅外發(fā)射管的功率，增加了尋跡板的探測距離。(2)抗干擾性強(qiáng)。紅外線的波長比可見光長、散射度小，因此紅外傳感器受外界光 源的干擾較小。另外尋跡板在探測黑白路徑信息時的環(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對黑白路徑信息進(jìn)行檢測，濾掉了大部分的環(huán)境光線，大幅度減少 了外界干擾。(3)穩(wěn)定性好。對紅外發(fā)射管和接收管進(jìn)行單獨(dú)供電，防止了它們之間的相互影 響，提高了穩(wěn)定性和可靠性。(4)電源利用效率高。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)射管壓降時為紅外發(fā)射管供電，每個紅外發(fā)射管工作時可以不用串聯(lián)電阻，大 大提高了電源利用效率。

圖1為紅外探測電路原理圖；圖2為電子脈沖開關(guān)的電路原理圖；圖3為單片機(jī)的 接口示意圖；圖4為紅外發(fā)射電路的供電電源原理圖。
具體實(shí)施方式
參照圖1、2、3，紅外探測電路包括紅外發(fā)射電路和紅外接收電路。紅外接收電路 中，紅外接收管的集電極連接5V電源，發(fā)射極通過電阻R接地，發(fā)射極作為紅外接收電路的 輸出端PAD連接8051單片機(jī)的一個輸入端口(PAD1-PADX)。紅外發(fā)射電路中，紅外發(fā)射管 的陽極直接連接另一個獨(dú)立的供電電源VDS(1. 6V)，其陰極連接M0S管的漏極，M0S管的源 極接地，源極和漏極之間連接穩(wěn)壓二極管D1，M0S管的柵極連接NPN三極管的集電極，5V電 源的正極通過電阻R3也連接到NPN三極管的集電極。NPN三極管的發(fā)射極接地，基極通過 電阻R2連接單片機(jī)的輸出端口 PPS，輸出端口 PPS通過電阻R1接地。當(dāng)PPS為高電平時，三極管導(dǎo)通，M0S管的柵極為低電平，M0S管導(dǎo)通，對應(yīng)的紅外 發(fā)射管也導(dǎo)通。反之，當(dāng)PPS為低電平時，三極管關(guān)斷，M0S管的柵極為高電平，M0S管關(guān)斷， 對應(yīng)的紅外發(fā)射管不導(dǎo)通。該電路根據(jù)脈沖控制信號電平的高低來控制M0S管的通斷，將 控制信號轉(zhuǎn)化為功率信號。M0S管轉(zhuǎn)換速率很快，紅外發(fā)射電路對脈沖信號的響應(yīng)也很快。 紅外發(fā)射管的最大工作電流取決于平均電流，因此使用占空比小的脈沖信號，在平均電流 不變的情況下，瞬時電流可以很大，相應(yīng)地紅外發(fā)射管的發(fā)射距離就會大大增加。參照圖4，為紅外發(fā)射電路的供電電源原理圖。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。紅外發(fā)射管發(fā)光時的有一定的壓降VDS，通過此電路得到VDS電壓對發(fā)光管直接供 電，每個發(fā)光管工作時不用串聯(lián)電阻，能夠提高電源的利用效率。
權(quán)利要求1.一種用于黑白尋跡板的紅外探測電路，包括單片機(jī)、紅外發(fā)射電路和紅外接收電路， 所述紅外接收電路的輸出端連接單片機(jī)的輸入端口，其特征在于，所述紅外發(fā)射電路包含 依次串聯(lián)的紅外發(fā)射管和電子脈沖開關(guān)，所述電子脈沖開關(guān)的控制端連接所述單片機(jī)的輸 出端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于黑白尋跡板的紅外探測電路，其特征在于，所述紅 外發(fā)射電路和紅外接收電路分別連接各自獨(dú)立的供電電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于黑白尋跡板的紅外探測電路，其特征在于，所述電 子脈沖開關(guān)包含一個三極管和一個MOS管，所述三級管的基極連接所述單片機(jī)的輸出端 口、發(fā)射極接地、集電極連接MOS管的柵極，所述MOS管的源極接地、漏極連接所述紅外發(fā)射 管的陰極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于黑白尋跡板的紅外探測電路，其特征在于，所述MOS 管的源極和漏極之間連接有一個穩(wěn)壓二極管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及尋跡機(jī)器人和尋跡智能車領(lǐng)域，公開了一種用于黑白尋跡板的紅外探測電路。它包括單片機(jī)、紅外發(fā)射電路和紅外接收電路，所述紅外接收電路的輸出端連接單片機(jī)的輸入端口，其特征在于，所述紅外發(fā)射電路包含依次串聯(lián)的紅外發(fā)射管和電子脈沖開關(guān)，所述電子脈沖開關(guān)的控制端連接所述單片機(jī)的輸出端口。
文檔編號G01C3/00GK201780507SQ20102015952
公開日2011年3月30日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者何梅, 許宏科, 郭循釗 申請人:長安大學(xué)