【文章內(nèi)容簡介】 件靈敏度要求高 ， 線性要求不高 。 (shift) 6/2/2022 40 ? 循跡要求： 反射式 光電傳感器 用于小車循跡和避障 二 光電傳感器應(yīng)用 你能想出什么辦法！ 我想到的！ 白 色 表 面 黑 色 表 面 6/2/2022 41 ? 傳感器基本組成： 紅外發(fā)光二極管 +光敏三極管 1）紅外發(fā)光二極管： ?選擇紅外輻射效率高的材料GaAs（砷化鎵） 半導(dǎo)體制成。發(fā)出的紅外線波長為 940nm左右。 ?外形與普通 φ5mm 發(fā)光二極管相同，顏色不同 ,有 透明、黑色和深藍(lán)色 三種。 ?最大輻射強(qiáng)度 在光軸的正前方，隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。 6/2/2022 42 2）光敏三極管（紅外接收管）： ? 使用時(shí)紅外接收管需加反向偏壓 。 ? 電阻為上拉電阻。 ? 不受光 照射時(shí)，輸出 高電平 ； 受光照 射時(shí)，輸出 低電平 。 ? 當(dāng) 光照強(qiáng)度發(fā)生變化 時(shí)，輸出電平的電壓大小也會發(fā)生變化。 6/2/2022 43 ? 單管紅外發(fā)送、接收基本電路： 注意： 由于紅外發(fā)光管的發(fā)射功率較小，紅外接收管收到的信號較弱，所以 接收端就要增加高增益放大電路 ?，F(xiàn)在大都采用成品的 一體化接收頭 。 6/2/2022 44 器件結(jié)構(gòu)： 三只引腳：電源正 VDD、電源負(fù) (GND)和數(shù)據(jù)輸出 (Out)。 主要參數(shù)： 工作電壓： ～ 工作電流： ～ 接收頻率： 38kHz 峰值波長： 980nm 靜態(tài)輸出：高電平 輸出低電平： ≤ 輸出高電平：接近工作電壓 一體化紅外接收頭： 紅外線一體化接收頭 :集紅外 接收 、 放大 、 濾波 和 解調(diào)、輸出 等功能為一體的模塊，性能穩(wěn)定、可靠。 6/2/2022 45 HS0038型： 直立側(cè)面收光型 ， 接收頻率 38kHz。 HS0038 信號電平 數(shù)字輸出 ： ?當(dāng) 接收到 38kHz 紅外光時(shí)： OUT低電平輸出； ?當(dāng) 接收不到 38kHz 紅外光時(shí)： OUT高電平輸出。 6/2/2022 46 問題 1： 為什么一體化接收件要以38kHz這一 特定的頻率 接收紅外線？ 問題 2： 發(fā)射管怎么才能發(fā)出這個(gè)特定的頻率 的紅外線？ 6/2/2022 47 ? 一般紅外遙控原理： 紅外遙控電路由 發(fā)送電路 和 接收電路 兩個(gè)組成部分： 1）發(fā)送端： ? 將待發(fā)送的二進(jìn)制編碼信號（ 調(diào)制信號 ），作用于 晶振 或 振蕩器 產(chǎn)生的 38kHz的高頻信號（ 載波信號 ）上，進(jìn)行 調(diào)制 。 ? 經(jīng)調(diào)制后， 輸出 一系列頻率為 38kHz的 脈沖串信號。 ? 脈沖串信號作用在紅外發(fā)射管上 發(fā)射紅外信號 。 6/2/2022 48 載波信號： 頻率為 38kHz的脈沖信號 此為 調(diào)制信號。不同編碼代表不同的 遙控功能！遵循： 紅外編碼通訊協(xié)議 此為 載波信號 ，可由 晶振分頻 得到 ； 也可由 振蕩器 產(chǎn)生。 此為 調(diào)制后輸出的信號 ， 特點(diǎn)：脈沖串信號，每個(gè)脈沖串頻率為38kHz。 6/2/2022 49 回答： 為什么要以 特定的頻率 發(fā)射紅外線呢？ 由于所有物體只要 溫度高于零攝氏度，都會向外發(fā)送紅外線 ，且太陽光和日光燈中最強(qiáng)，所以紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外光很容易受到外界干擾。 6/2/2022 50 2）接收端： ? 采用一體化紅外接收件， 僅接收 38kHz的紅外信號 ； ? 然后對此紅外信號進(jìn)行 放大、檢波、濾波 ，輸出遙控編碼脈沖。 3）系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖： 6/2/2022 51 ? 小車循跡中紅外發(fā)送、接收原理： 由 發(fā)送 和 接收 兩部分組成： 1） 發(fā)送端： 單片機(jī)定時(shí)器 產(chǎn)生頻率為 38kHz的高頻信號 ，加在紅外發(fā)光二極管上，發(fā)送 控制信號 使紅外發(fā)光二極管 以 38kHz的發(fā)射頻率 發(fā)射紅外信號。 2） 接收端： 采用 一體化接收器件， 完成對紅外信號接收、放大、檢波整形，并解調(diào)出低頻脈沖信號。 思考：為什么這里沒有調(diào)制？ 6/2/2022 52 3） 實(shí)際電路： 單片機(jī)定時(shí)器產(chǎn)生的 38kHz載波信號 三極管： 驅(qū)動作用 調(diào)節(jié) 發(fā)光管的 發(fā)光強(qiáng)度 控制端： 高電平發(fā)射載波信號 發(fā)光管 一體式紅外線接收件 上拉電阻 限流電阻 濾波 接收輸出端：低電平表示收到信號 6/2/2022 53 ? 基于光電傳感器的小車循跡過程分析 ?紅外發(fā)光管以 38kHz頻率 發(fā)射出紅外線。 ?當(dāng)反射面（地面）是 白顏色時(shí) ，紅外光被反射，接收管接收到 38kHz紅外線， 輸出低電平 。 ?當(dāng)反射面（軌跡）是 黑色時(shí) ，光線被吸收，接收管接收不到紅外信號， 輸出高電平 。 6/2/2022 54 ? 避障要求： 如何用光電傳感器實(shí)現(xiàn)避障哪？ 6/2/2022 55 ?模擬輸出的光電傳感器避障原理 6/2/2022 56 ?數(shù)字輸出的光電傳感器避障原理 注意： 調(diào)制的一體化接收頭，輸出的是 數(shù)字信號 ，通過檢測傳感器輸出信號的強(qiáng)弱來計(jì)算距離的方法行不通。 但是我們能知道： 如果保持紅外傳感器和障礙物之間的 距離（ 待測距離 ）不變，則： 當(dāng) 改變發(fā)射管發(fā)出的 紅外信號的強(qiáng)度 能 控制接收頭接收的 紅外信號的強(qiáng)度 會導(dǎo)致 當(dāng)發(fā)射管發(fā)出的紅外信號強(qiáng)度為 某個(gè)特定值 時(shí) ， 接收管 剛好 接收不到紅外信號。 6/2/2022 57 如何改變發(fā)射管發(fā)出的紅外信號的強(qiáng)度？ 最簡單的方法： 調(diào)節(jié)可調(diào)電阻 RP1的阻值就可以改變輸出信號的幅度。 6/2/2022 58 小車避障距離的確定?。?！ 1）確定小車避障的 最遠(yuǎn)距離，如 10cm