专利名称：一种用于黑白寻迹板的红外探测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及寻迹机器人和寻迹智能车领域，特别涉及一种用于黑白寻迹板的 红外探测电路。
背景技术：
对于寻迹机器人和寻迹智能车而言，寻迹板是它们的眼睛，其探测距离对其性能 和控制策略有很重要的影响。黑白寻迹板是利用光电传感器对黑白路径信息进行检测的电 路板。目前，黑白寻迹板一般采用红外线探测距离，但是其探测距离不远是制约此类寻迹机 器人进行有效控制和寻迹智能车快速行驶的一个关键因素。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种用于黑白寻迹板的红外探测电路，能够延伸红外 线探测距离，提高黑白寻迹板的探测性能。为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。一种用于黑白寻迹板的红外探测电路，包括单片机、红外发射电路和红外接收电 路，所述红外接收电路的输出端连接单片机的输入端口，其特征在于，所述红外发射电路包 含依次串联的红外发射管和电子脉冲开关，所述电子脉冲开关的控制端连接所述单片机的 输出端口。本实用新型的进一步特点在于所述红外发射电路和红外接收电路分别连接各自 独立的供电电源。所述电子脉冲开关包含一个三极管和一个M0S管，所述三级管的基极连接所述单 片机的输出端口、发射极接地、集电极连接M0S管的栅极，所述M0S管的源极接地、漏极连接 所述红外发射管的阴极；其进一步特点在于，所述M0S管的源极和漏极之间连接有一个稳
压二极管。本实用新型具有以下显著效果(1)探测距离远。本实用新型采用电子脉冲开关 控制红外发射管，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。红外发射管的最大工作电流取决于平均 电流，对红外发射管进行脉冲供电，在平均电流不变的情况下，峰值电流可以很大，从而提 高了红外发射管的功率，增加了寻迹板的探测距离。(2)抗干扰性强。红外线的波长比可见光长、散射度小，因此红外传感器受外界光 源的干扰较小。另外寻迹板在探测黑白路径信息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对黑白路径信息进行检测，滤掉了大部分的环境光线，大幅度减少 了外界干扰。(3)稳定性好。对红外发射管和接收管进行单独供电，防止了它们之间的相互影 响，提高了稳定性和可靠性。(4)电源利用效率高。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射管供电，每个红外发射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为红外探测电路原理图；图2为电子脉冲开关的电路原理图；图3为单片机的 接口示意图；图4为红外发射电路的供电电源原理图。
具体实施方式
参照图1、2、3，红外探测电路包括红外发射电路和红外接收电路。红外接收电路 中，红外接收管的集电极连接5V电源，发射极通过电阻R接地，发射极作为红外接收电路的 输出端PAD连接8051单片机的一个输入端口(PAD1-PADX)。红外发射电路中，红外发射管 的阳极直接连接另一个独立的供电电源VDS(1. 6V)，其阴极连接M0S管的漏极，M0S管的源 极接地，源极和漏极之间连接稳压二极管D1，M0S管的栅极连接NPN三极管的集电极，5V电 源的正极通过电阻R3也连接到NPN三极管的集电极。NPN三极管的发射极接地，基极通过 电阻R2连接单片机的输出端口 PPS，输出端口 PPS通过电阻R1接地。当PPS为高电平时，三极管导通，M0S管的栅极为低电平，M0S管导通，对应的红外 发射管也导通。反之，当PPS为低电平时，三极管关断，M0S管的栅极为高电平，M0S管关断， 对应的红外发射管不导通。该电路根据脉冲控制信号电平的高低来控制M0S管的通断，将 控制信号转化为功率信号。M0S管转换速率很快，红外发射电路对脉冲信号的响应也很快。 红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，因此使用占空比小的脉冲信号，在平均电流 不变的情况下，瞬时电流可以很大，相应地红外发射管的发射距离就会大大增加。参照图4，为红外发射电路的供电电源原理图。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。红外发射管发光时的有一定的压降VDS，通过此电路得到VDS电压对发光管直接供 电，每个发光管工作时不用串联电阻，能够提高电源的利用效率。
权利要求1.一种用于黑白寻迹板的红外探测电路，包括单片机、红外发射电路和红外接收电路， 所述红外接收电路的输出端连接单片机的输入端口，其特征在于，所述红外发射电路包含 依次串联的红外发射管和电子脉冲开关，所述电子脉冲开关的控制端连接所述单片机的输 出端口。
2.根据权利要求1所述的一种用于黑白寻迹板的红外探测电路，其特征在于，所述红 外发射电路和红外接收电路分别连接各自独立的供电电源。
3.根据权利要求1所述的一种用于黑白寻迹板的红外探测电路，其特征在于，所述电 子脉冲开关包含一个三极管和一个MOS管，所述三级管的基极连接所述单片机的输出端 口、发射极接地、集电极连接MOS管的栅极，所述MOS管的源极接地、漏极连接所述红外发射 管的阴极。
4.根据权利要求3所述的一种用于黑白寻迹板的红外探测电路，其特征在于，所述MOS 管的源极和漏极之间连接有一个稳压二极管。
专利摘要本实用新型涉及寻迹机器人和寻迹智能车领域，公开了一种用于黑白寻迹板的红外探测电路。它包括单片机、红外发射电路和红外接收电路，所述红外接收电路的输出端连接单片机的输入端口，其特征在于，所述红外发射电路包含依次串联的红外发射管和电子脉冲开关，所述电子脉冲开关的控制端连接所述单片机的输出端口。
文档编号G01C3/00GK201780507SQ20102015952
公开日2011年3月30日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者何梅, 许宏科, 郭循钊 申请人:长安大学