【正文】 9013 的原因是 9013 的基區(qū)做得很薄，當(dāng)按圖 連接時(shí)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入電子，這時(shí)由于集電結(jié)反偏，對基區(qū)的電子有很強(qiáng)的吸引力，所以由發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子大部分進(jìn)入集電區(qū)，于是集電極的電流增大。太陽光是直流干涉（ 0KHz）源，而室內(nèi)光依賴于所在區(qū)域的主電源，閃爍頻率接近 100Hz 或 120Hz。換句話說，檢測器只尋找每秒閃爍 38000 次的紅外光。 紅外線（ IR）接收（檢測）器有內(nèi)置的光濾波器，除了需要檢測的 940nm 波長的紅外線外，他幾乎不允許其他光通過。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 9 圖 紅外 發(fā)射與接收器 紅外線二極管發(fā)射紅外光線，如果機(jī)器人前面有障礙物，紅外線從物體反射回來，相當(dāng)于機(jī)器人眼睛的紅外檢測（接收）器，檢測到反射回的紅外光線，并發(fā)出信號(hào)來表明檢測到從物體反射回紅外線。一般用于家用電器、玩具等遙控接收。 指紅外線二極管其上下或左右兩邊所輻射出之紅外線強(qiáng)度為該組件最大輻射強(qiáng)度的 50%時(shí)，其上下或左右兩邊所夾的角度稱為半功率角。 W/cm2：表示照度的單位，為 sensor 單位面積 (cm2)所接收 IR 發(fā)射之輻射功率的大小。 發(fā)射距離與輻射強(qiáng)度 (Power) 成正比。 表 紅外發(fā)射二極管極限參數(shù) 參數(shù)名稱 符號(hào) 額定值 單位 正向電流 IFM 30～ 60 mA 正向脈沖電流（ 1） IFPM ～ 1 A 反向電壓 VR 5 V 耗散功率 PM 90 mW 工作溫度范圍 Top 25～ +80 ℃ 貯存溫度范圍 Tst 40～ +100 ℃ 焊接溫度（ 2） Tst 260 ℃ 注（ 1）： f=1KHz,tp/T≤ 1% 注（ 2）： t≤ 3s,離器件本體 4mm以上 表 紅外發(fā)射二極管的光電參數(shù) (TA=25℃ ) 參數(shù) 符號(hào) 測試條件 規(guī)范值 單位 正向電壓 VF IF＝ 50mA ≤ V 反向電流 IR VR＝ 5V ≤ 10 μ A 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 6 法向輻射強(qiáng)度 IE IF＝ 50mA ≥ 2 mW/sr 峰值發(fā)射波長 λ p IF＝ 50mA 850~940 nm 光譜半寬度 △λ IF＝ 50mA 50 nm 輻射度角 2θ 1/2 IF＝ 50mA 16 deg 圖 相對光譜靈敏度與波長的關(guān)系 在使用紅外發(fā)射二極管時(shí)，發(fā)射管的輻射強(qiáng)度 (Power)與輸入電流 (If)成正比。 940nm 紅外發(fā)射二極管優(yōu)點(diǎn)： 光強(qiáng)度高，響應(yīng)速度快，可用脈沖驅(qū)動(dòng)，無色透明環(huán)氧樹脂。紅外發(fā)射二極管一般按峰值波長（λ p）主要為：850nm、 870nm、 880nm、 940nm、 980nm，現(xiàn)在市場上使用較多為 850nm 和 940nm 兩種。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 紅外避障機(jī)器人方案設(shè)計(jì) 4 控 制 模 塊A T 8 9 S 5 2傳 感 器 模 塊紅 外 裝 置執(zhí) 行 器 模 塊伺 服 電 機(jī)電 源 模 塊用 戶 信 息 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 5 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的硬件電路設(shè)計(jì)主要包括控制器電路設(shè)計(jì)、紅外傳感器電路設(shè)計(jì)、機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電源設(shè)計(jì)等幾部分：。 方案設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)分為傳感器模塊、控制模塊、執(zhí)行器模塊、電源模塊四個(gè)硬件模塊。 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：①機(jī)器人電路設(shè)計(jì) ②機(jī)器人模型制作 ③ C語言軟件編程 ④機(jī)器人賽道設(shè)計(jì) 任務(wù)分析與方案設(shè)計(jì) 任務(wù)分析 這 次設(shè)計(jì)利用 AT89S52 充分發(fā)揮其使用方便、功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，通過采集數(shù)據(jù)并處理后由單片機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向和行動(dòng)控制，控制電動(dòng)小汽車的自動(dòng)避障，快慢速行駛，以及自動(dòng)停車，同時(shí)還能與用戶交換信息。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 紅外避障機(jī)器人方案設(shè)計(jì) 3 第二章 紅外避障機(jī)器人的設(shè)計(jì)方案 主要設(shè)計(jì)任務(wù) 本系統(tǒng)要求自行設(shè)計(jì)制作一個(gè)智能小車，該小 車在前進(jìn)的過程中能夠檢測到前方障礙并自動(dòng)避開，達(dá)到避障的效果。本智能循跡機(jī)器人設(shè)計(jì)用于重復(fù)裝卸搬運(yùn)。 紅外避障的發(fā)展 目前循跡機(jī)器人在多種行為沖突問題解決上尚存缺陷，且不能準(zhǔn)確識(shí)別 U 形等復(fù)雜障礙，沒有最優(yōu)避障路徑。在民用工程領(lǐng)域大體分為： (1) 在氣象預(yù)報(bào)、地貌學(xué)、環(huán)境監(jiān)測、遙感資源調(diào)查等領(lǐng)域的應(yīng)用； (2) 在地下礦井測溫和測氣中的應(yīng)用； (3) 紅外熱像儀 在電力、消防、石化以及醫(yī)療和森林火災(zāi)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用。紅外系統(tǒng)有如下 4 方面優(yōu)點(diǎn)： ，在夜間和惡劣氣象條件下的工作能力優(yōu)于可見光； 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 2 作，隱蔽性好，不易被干擾； 輻射差進(jìn)行探測，因而識(shí)別偽裝目標(biāo)的能力優(yōu)于可見光； 、質(zhì)量輕、功耗低?；诩t外的自動(dòng)避障小車可以作為困難環(huán)境檢測機(jī)器人或者緊急搶險(xiǎn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，讓機(jī)器人在行進(jìn)中自動(dòng)避過障礙物，完成指定的任務(wù) [2]。自動(dòng)避障小車可以作為地域探索機(jī)器人和緊急搶險(xiǎn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系 統(tǒng)，讓機(jī)器人在行進(jìn)中自動(dòng)避過障礙物。 隨著科技的發(fā)展，對于未知空間和人類所不 能直接到達(dá)的地域的探索逐步成為熱門，這就使機(jī)器人的自動(dòng)避障有了重大的意義。因此，自動(dòng)避障系統(tǒng)的研發(fā)就應(yīng)運(yùn)而生。在現(xiàn)在生活中，例如在一些火宅或者一些自然災(zāi)害的現(xiàn)場，經(jīng)常需要進(jìn)入到對一些危險(xiǎn)或人類不能直接到達(dá)的地方進(jìn)行觀察，采集數(shù)據(jù)，這些就需要用機(jī)器人來完成。此系統(tǒng)是基于紅外傳感器的系統(tǒng)，即運(yùn)用紅外傳感器實(shí)現(xiàn)對前方障礙物的檢測。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展需要，機(jī)器人的智能化與集成度越來越高，已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用到生產(chǎn)生活中。因此，自動(dòng)避障系統(tǒng)的研發(fā)就應(yīng)運(yùn)而生。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 1 第一章 緒 論 紅外線研究背景 在科學(xué)探索和緊急搶險(xiǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到對與一些危險(xiǎn)或人類不能直接到 達(dá)的地域的探測，這些就需要用機(jī)器人來完成。 Obstacle avoidance。 配合正確的軟件設(shè)計(jì)，小車能夠在設(shè)計(jì)的賽道中準(zhǔn)確快速地完成行走任務(wù)。傳感器模塊主要通過對左、右紅外傳感器的信號(hào)分別進(jìn)行采集，傳送 給控制模塊。 針對題目的要求，我們設(shè)計(jì)了一款簡易的紅外避障小車。沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 摘要 摘要 隨著紅外物理與技術(shù)的不斷發(fā)展 , 紅外探測技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于軍事、煤礦的安全生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域。 紅外接收光學(xué)系統(tǒng)的作用是把目標(biāo)或目標(biāo)區(qū)域的紅外輻射聚焦在探測器上 , 其結(jié)構(gòu)類似于通常的接收光學(xué)系統(tǒng) , 但由于工作在紅外波段 , 其光學(xué)材料和鍍膜必須和其工作波長相適應(yīng) 。該電路設(shè)計(jì)主要有以下四個(gè)模塊：傳感器模塊（紅外發(fā)射和接收器），控制模塊（ AT89S52），執(zhí)行模塊（伺服電機(jī)），電源模塊?？刂颇K對采集來的信號(hào)進(jìn)行處理，做出比較后把控制信號(hào)傳送給執(zhí)行模塊。 關(guān)鍵詞 ： 紅外； 避障； 傳感器 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文