这些小活动你都参加了吗?快来围观一下吧!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 综合技术 » 基础知识 » 基础知识每日一题——第十二题

共15条 1/2 1 2 跳转至

基础知识每日一题——第十二题

高工
2014-06-19 09:35:43     打赏
       活动简介:

“每日一题”是EEPW参考西电XDLab社推出的旨向初学者普及基础知识的一项活动,每天在此帖内公布“每日一题”的题目。大家可以根据自己的理解对题目进行回答和相互讨论,我们鼓励大家积极发言。第二天会给出参考答案。每天一帖,所有的题目都将汇集至此,以期方便大家查找。

 

活动宗旨:

活动目的在于通过“每日一题”让大家每天进步一点点,增强大家的基础知识,提高大家对电子制作的兴趣。我们鼓励大家积极发言,如果不懂、是菜鸟,请积极发问;如果懂、是大神,请慷慨解囊。


        今日题目:红外对管的原理和红外对管电路


        参考答案:8L




基础知识每日一题



关键词: 红外对管     原理     电路     基础知识    

院士
2014-06-19 10:00:41     打赏
2楼

这个还真不知道,给自己增添点知识:

红外对管是红外线发射管与光敏接收管,或者红外线接收管,或者红外线接收头配合在一起使用时候的总称


特性简介: 直径:3mm,波长:940nm,工作电压:1.2V,工作电流:20mA,测量距离:<20cm。波段为红外光,受可见光干扰小。 红外对管电路连接图(对不同型号红外对管,可适当调整电阻以达到相关电气参数) 1、AD采样实现避障功能 针对一些红外接收管容易受到可见光的影响,从而改变其阻值,容易造成系统的误判。可以考虑采用上面的电路。100-100k欧姆,是红外接收管在不同光线条件下(室内-阳光直射)的阻值的大小。在正常的光线下通过IOA0口A/D采集到一个电压值作为一个参考电压。 当随着光线变化时,IOA0口读进来的电压值也就发生变化。这个使用通过IOA4、IOA5、IOA6、IOA7依次选通,选择最接近参考值的电压作为判断电压。 该电路可以避免可见光带来的干扰,检测障碍物的距离在0-15cm。效果不错。缺点是引用占用IO口较多,操作较为复杂。 2、直流驱动避障电路 直流驱动红外探测器电路的设计与参数计算电路如图所示。W1和R1及V1构成简单直流发光二极管驱动电路,调节W1可以改变发光管的发光光强,从而调节探测距离,NE555及其外围元件构成施密特触发器,其触发电平可通过W2 控制,接收管V2和电阻R2构成光电检测电路。通过NE555第3脚输出的TTL电平可以直接驱动单片机I/O口。 由于555输出信号为TTL电平,单片机检测方便。缺点同样是容易受可见光干扰。 3、交流调制驱动避障电路 LM567及其外围芯片构成音频检频器,其检频频率f0由R4、C5决定:。其中f0为检频频率,当R4=10K,C5=222时,f0=41KHz。这一振荡信号经过V3扩流后,驱动发光管,这样处理后可以保证发光频率与检频频率严格一致使LM567的输出仅与光强有关。为进一步提升探测距离,我们还设立了一级交流放大器,其增益约为240倍,虽然这样大的放大倍数放大器的线性和稳定性会较差,但对于频率检测不会造成太大的影响。 4、检测液滴电路 无液滴落下时,接收管与发射管正对,接收管接收到的光强较强,有液滴滴下时,下落中的水滴对红外光有较强的漫反射、吸收及一定的散射作用,导致接收光强的较大改变,接收管接收到的信号经一级施密特触发器,送单片机的中断口,据此就可以正确的探测出液滴的滴落。解决了因液体透明而使得发射不明显的问题。 5、检测液面电路一 假设在输液时,当瓶中液体即将流完时需要提醒护士拔针,这样时候我们的红外液面检测传感器就派上用场了。 采用光电检测技术。红外对管置于输液瓶两侧,距离瓶口约2~3厘米。当红外对管之间介质发生变化(由水到空气)时候,光电接收管的输出信号发生相应变化。将这一输出信号送入单片机。液面检测电路主要由三部分组成:调制与解调部分、红外发射与接收部分、放大部分,参见图2。对于来自输液现场的环境干扰光,采用调制与解调技术来提高抗干扰能力。频率发生电路是由一个555定时器组成的占空比可调的方波发生器。调制解调接收电路由运放LM741和解调芯片LM567组成。单片机通过检测LM567引角8的电平变化实现液位检测。解决了因液体透明而使得发射不明显的问题。 6、检测液面电路二 原理同滴速检测电路,由于红外光在空气及水中的吸收系数不同,从而通过空气和水后接收到的光强也有不同。为准确的判断液位是否到达警界线,增强抗干扰能力,减小误判的几率,在接收端加一比较器,比较电平可以依据接收灵敏度进行调整。后经两级施密特触发器整形后送单片机中断进行外理。 解决了因液体透明而使得发射不明显的问题。



专家
2014-06-19 10:27:07     打赏
3楼

这个设计的时候,要特别注意红外光的频率和接收管感光强度最高的频率,两者都在相同的频率达到最大值是最好的。在设计的时候还要注意外界的干扰


菜鸟
2014-06-19 18:32:37     打赏
4楼

最近遇到两个应用这个原理做的产品

一个是烟雾探测报警器;

另一个是手机万能遥控器,发射管插在音频输出口上。


院士
2014-06-19 21:50:17     打赏
5楼

红外线这个东西受外界的干扰小,仅指受可见光。我们看到现在的一些电影里,通过小小的手持红外灯发射器就能使用防盗探测器“致盲”,可见,其受干扰的能力还是很强的。

红外线这个东西在北京这个雾霾天里估计距离也会大大折扣。




院士
2014-06-19 22:30:08     打赏
6楼
看见的多,使用也不少,但系统的了解原理还不够,正好学习、学习。

高工
2014-06-19 23:48:27     打赏
7楼
就是一个红外管,发射出一道光线,对面有个光敏的接收器件检测这个光,如果光线被挡住,就可以计数。

高工
2014-06-20 09:33:59     打赏
8楼

简介:红外线发射管也称红外线发射二极管,属于二极管类。它是可以将电能直接转换成近红外光(不可见光)并能辐射出去的发光器件,主要应用于各种光电开关及遥控发射电路中。而红外接收管则可以将红外光转化为电信号。红外线发射/接收管的结构、原理与普通发光二极管相近,只是使用的半导体材料不同。

原理:红外线接收管的核心部件是一个特殊材料的PN结,和普通二极管相比,在结构上采取了大的改变,红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线,PN结面积尽量做的比较大,电极面积尽量减小,而且PN结的结深很浅,一般小于1微米。红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时,反向电流很小(一般小于0.1微安),称为暗电流。当有红外线光照时,携带能量的红外线光子进入PN结后,把能量传给共价键上的束缚电子,使部分电子挣脱共价键,从而产生电子---空穴对(简称:光生载流子)。它们在反向电压作用下参加漂移运动,使反向电流明显变大,光的强度越大,反向电流也越大。这种特性称为“光电导”。红外线接收二极管在一般照度的光线照射下,所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载,负载上就获得了电信号,而且这个电信号随着光的变化而相应变化。补充:光电三极管也可以将红外光转化为电信号,与此同时还可以将信号放大。(原理做简单了解即可)


分类:

波长:940nm,适用于遥控器,例如家用电器的遥控器

波长:808nm,适用于医疗器具

波长:830nm,适用于高速路的自动刷卡系统

波长:840nm,适用于摄像机彩色变倍红外防水;

波长:850nm,适用于摄像头(视频拍摄)数位摄影,监控,楼寓对讲,防盗报警

波长:870nm,适用于商场,十字路口的摄像头。

(我们平时制作壁障小车或者使用的红外对管电路就属于波长940nm的红外管)

   有关参数:我们平时用的红外对管工作电压在1.1-1.5V,电流20mA,测量距离:<20cm


   应用:

1. AD采样实现避障功能

AD采样实现避障功能

针对一些红外接收管容易受到可见光的影响,从而改变其阻值,容易造成系统的误判。可以考虑采用上面的电路。100-100k欧姆,是红外接收管在不同光线条件下(室内-阳光直射)的阻值的大小。在正常的光线下通过IOA0口A/D采集到一个电压值作为一个参考电压。当随着光线变化时,IOA0口读进来的电压值也就发生变化。这个使用通过IOA4、IOA5、IOA6、IOA7依次选通,选择最接近参考值的电压作为判断电压。

该电路可以避免可见光带来的干扰,检测障碍物的距离在0-15cm。效果不错。缺点是引用占用IO口较多,操作较为复杂。


2. 直流驱动避障电路
直流驱动避障电路

直流驱动红外探测器电路的设计与参数计算电路如图所示。W1和R1及V1构成简单直流发光二极管驱动电路,调节W1可以改变发光管的发光光强,从而调节探测距离,NE555及其外围元件构成施密特触发器,其触发电平可通过W2 控制,接收管V2和电阻R2构成光电检测电路。通过NE555第3脚输出的TTL电平可以直接驱动单片机I/O口。由于555输出信号为TTL电平,单片机检测方便。缺点同样是容易受可见光干扰。


3. 交流调制驱动避障电路

交流调制驱动避障电路
LM567及其外围芯片构成音频检频器,其检频频率f0由R4、C5决定。其中f0为检频频率,当R4=10K,C5=222时,f0=41KHz。这一振荡信号经过V3扩流后,驱动发光管,这样处理后可以保证发光频率与检频频率严格一致使LM567的输出仅与光强有关。为进一步提升探测距离,我们还设立了一级交流放大器,其增益约为240倍,虽然这样大的放大倍数放大器的线性和稳定性会较差,但对于频率检测不会造成太大的影响。


4. 检测液滴电路

检测液滴电路

无液滴落下时,接收管与发射管正对,接收管接收到的光强较强,有液滴滴下时,下落中的水滴对红外光有较强的漫反射、吸收及一定的散射作用,导致接收光强的较大改变,接收管接收到的信号经一级施密特触发器,送单片机的中断口,据此就可以正确的探测出液滴的滴落。解决了因液体透明而使得发射不明显的问题。



5. 检测液面电路一

检测液面电路一

假设在输液时,当瓶中液体即将流完时需要提醒护士拔针,这样时候我们的红外液面检测传感器就派上用场了。采用光电检测技术。红外对管置于输液瓶两侧,距离瓶口约2~3厘米。当红外对管之间介质发生变化(由水到空气)时候,光电接收管的输出信号发生相应变化。将这一输出信号送入单片机。液面检测电路主要由三部分组成:调制与解调部分、红外发射与接收部分、放大部分,参见图2。对于来自输液现场的环境干扰光,采用调制与解调技术来提高抗干扰能力。频率发生电路是由一个555定时器组成的占空比可调的方波发生器。调制解调接收电路由运放LM741和解调芯片LM567组成。单片机通过检测LM567引角8的电平变化实现液位检测。解决了因液体透明而使得发射不明显的问题。



6. 检测液面电路二
检测液面电路二
原理同滴速检测电路,由于红外光在空气及水中的吸收系数不同,从而通过空气和水后接收到的光强也有不同。为准确的判断液位是否到达警界线,增强抗干扰能力,减小误判的几率,在接收端加一比较器,比较电平可以依据接收灵敏度进行调整。后经两级施密特触发器整形后送单片机中断进行外理。解决了因液体透明而使得发射不明显的问题。



由于水平有限,如果您发现参考答案中有错误或者有需要补充的,请将您的答案或者建议发送至:master@eepw.com.cn



高工
2014-07-15 15:32:05     打赏
9楼

参与的人还是很少啊,顶下


菜鸟
2014-07-18 12:12:11     打赏
10楼
讲的不错,有点晕

共15条 1/2 1 2 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]