红外避障传感器
红外避障传感器简介
红外避障传感器介绍(反射型)日期:2006-5-16 14:05:14 来源: 点击: 1572 添加到收藏夹实图:技术指标:主体外形尺寸:23×15.3×15.1mm(长×宽×高)重量:7g额定电压:直流电源5.0V检测范围(反射面为白色木板):1~ 40cm(挡板为白色时检测距离在40cm时达到临界点,超过此数值后检测效果变差)调节方式:多圈电阻式调节,逆时针方向旋转功率变小,顺时针方向旋转功率变大返回值:有信号(高电平)返回值为“1”,无信号(低电平)返回值为“0”状态指示方式:检测到信号指示灯亮红灯,无信号不亮安装方式:单颗Ø3螺丝安装线长:17.4cm±0.2cm(有效距离)连接方式:单条3芯排线,2510型3脚插头有效角度:30 左右原理与功能红外避障传感器(以下简称红外)。
红外具有一对红外信号发射与接收二极管,发射管发射一定频率的红外信号,接收管接收这种频率的红外信号,当红外的检测方向遇到障碍物(反射面)时,红外信号反射回来被接收管接应用介绍:红外是通过发射端发射红外信号,接收端接收由障碍物反射回来的红外信号,来判断是否有障碍物。
项目应用红外避障传感器在很多项目中都有使用。
在初中灭火、高中搜救项目中,机器人可以通过红外避障传感器走迷宫;在轨迹项目中,机器人可以通过黑、白色对红外线的反射和吸收值不同而用红外避障传感器来识别黑色的轨迹线。
注意事项:1、红外是数字传感器,红外接收管只有在接收到一定强度的红外信号时才会有数值的变化。
障碍物(反射面)太小时,红外会检测不到;障碍物(反射面)颜色为黑色或深色时,会被吸收大部分的红外信号,而只反射回一小部分,导致红外接收管接收到的红外信号强度不够,不足以产生有障碍物(反射面)的信号。
2、红外在暖光源的照射下(如白炽灯、太阳光)检测受到很大影响,它会受到所有相近红外信号的干扰,白炽灯和太阳光中含有红外信号成分较多,对红外的影响也较大。
红外避障传感器
二.红外避障传感器避障传感器主要包括:超声波避障传感器,红外避障传感器,激光避障传感器等等。
1.可以希望在相当短的时间内获得较多的红外传感器测量值以及测距范考虑到发射光线是光,30cm以内,所以我们选择红外避障传感器安装在机器人上。
围较近,大致为 2.红外避障传感器的优点:1)环境适应性好,在夜间和恶劣气象条件下的工作能力优于可见光;(2)被动式工作,隐蔽性好,不易被干扰;()靠目标和背景之间各部分的温度和发射率形成的红外辐射差进行探测,因而识别伪装(3 目标的能力优于可见光;)红外系统的体积小、质量轻、功耗低;(4 )不受电磁波的干扰、非噪声源、可实现非接触性测量。
(5 红外避障传感器的不足: 3.周围的光线都能导方向、由于传感器测量光的差异,其受环境的影响非常大,物体的颜色、致较大的测量误差。
工作原理: 4. )红外避障传感器:(1接收管接收这发射管发射一定频率的红外信号,具有一对红外信号发射与接收二极管,红外信号反射回来被接当传感器的检测方向遇到障碍物(反射面)时,种频率的红外信号,机器人即可利用红外波经过处理之后,通过数字传感器接口返回到机器人主机,收管接收,的返回信号来识别周围环境的变化。
光学系统按结构不同可分为透射式红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。
热敏元件应用最和反射式两类。
检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。
通过转换电路变成热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化,多的是热敏电阻。
电信号输出。
)热敏检测元件(2 热阻效应:物质的电阻率随温度变化的物理现象叫热阻效应。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即)t0]Rt=Rt0[1+α(t-为温度系α(通常t0=0℃)时对应电阻值;Rt0Rt式中,为温度t时的阻值;为温度t0 数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为Rt=AeB/t 取决于半导体材料的结构的常数。
B、A时的阻值;t为温度为Rt式中(3)光电检测元件光电效应:在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电,分为外光电效应和内光电效应。
避障常用哪些传感器-几种传感器的基本工作原理
避障常用哪些传感器?几种传感器的基本工作原理导读避障是指移动机器人在行走过程中,通过传感器感知到在其规划路线上存在静态或动态障碍物时,按照一定的算法实时更新路径,绕过障碍物,最后达到目标点。
避障常用哪些传感器不管是要进行导航规划还是避障,感知周边环境信息是第一步。
就避障来说,移动机器人需要通过传感器实时获取自身周围障碍物信息,包括尺寸、形状和位置等信息。
避障使用的传感器多种多样,各有不同的原理和特点,目前常见的主要有视觉传感器、激光传感器、红外传感器、超声波传感器等。
下面我简单介绍一下这几种传感器的基本工作原理。
超声波超声波传感器的基本原理是测量超声波的飞行时间,通过d=vt/2测量距离,其中d是距离,v是声速,t是飞行时间。
由于超声波在空气中的速度与温湿度有关,在比较精确的测量中,需把温湿度的变化和其它因素考虑进去。
上面这个图就是超声波传感器信号的一个示意。
通过压电或静电变送器产生一个频率在几十kHz的超声波脉冲组成波包,系统检测高于某阈值的反向声波,检测到后使用测量到的飞行时间计算距离。
超声波传感器一般作用距离较短,普通的有效探测距离都在几米,但是会有一个几十毫米左右的最小探测盲区。
由于超声传感器的成本低、实现方法简单、技术成熟,是移动机器人中常用的传感器。
超声波传感器也有一些缺点,首先看下面这个图。
因为声音是锥形传播的,所以我们实际测到的距离并不是一个点,而是某个锥形角度范围内最近物体的距离。
另外,超声波的测量周期较长,比如3米左右的物体,声波传输这么远的距离需要约20ms 的时间。
再者,不同材料对声波的反射或者吸引是不相同的,还有多个超声传感器之间有。
红外避障传感器工作原理
红外避障传感器工作原理一、引言红外避障传感器是一种常见的电子产品,它通过发射和接收红外信号来检测物体的距离和位置,从而实现避障功能。
本文将详细介绍红外避障传感器的工作原理。
二、红外信号红外信号是指波长在0.75-1000微米之间的电磁波。
人眼无法看到这些波长范围内的光线,但是它们可以被一些电子设备所探测到。
红外信号在工业、医疗、安防等领域有着广泛的应用。
三、红外避障传感器结构红外避障传感器通常由发射模块和接收模块组成。
发射模块负责发射红外信号,接收模块负责接收反射回来的信号,并将其转换为电信号输出。
四、工作原理1. 发射模块发射模块通常由一个红外二极管组成。
当二极管被通电时,会产生一个特定频率和波长的光线。
这个频率和波长通常是38kHz和940nm。
2. 接收模块接收模块通常由一个红外接收头和一个信号处理电路组成。
当发射模块发出红外信号后,如果有物体遮挡在传感器前方,一部分光线会被物体反射回来,并被接收头接收。
接收头将这个信号转换为电信号,并将其送入信号处理电路中。
3. 信号处理信号处理电路通常由一个滤波器和一个比较器组成。
滤波器用于过滤掉杂波和干扰,只保留38kHz的频率。
比较器用于将接收到的信号与一个参考值进行比较,从而判断是否有物体遮挡在传感器前方。
五、应用场景红外避障传感器可以应用于机器人、智能家居、智能车等领域。
它可以检测机器人或车辆前方是否有障碍物,并及时做出反应,从而避免碰撞和损坏。
六、总结红外避障传感器通过发射和接收红外信号来检测物体的距离和位置,从而实现避障功能。
它由发射模块和接收模块组成,其中发射模块负责发射红外信号,接收模块负责接收反射回来的信号,并将其转换为电信号输出。
红外避障传感器在机器人、智能家居、智能车等领域有着广泛的应用。
智能小车红外避障原理
智能小车红外避障原理
红外避障原理是利用红外线探测传感器检测车辆前方物体的距离,从而避免碰撞。
红外线探测传感器是一种能够感知物体距离的传感器,它可以将前方物体反射回来的红外线信号转化为电信号,从而实现对前方距离的测量。
在智能小车中,通常会使用多个红外线探测传感器分别放置在车体前方的左右两侧以及正前方。
当有障碍物出现在传感器的探测范围内时,传感器会感知到物体的距离并将信号传回中央处理器。
中央处理器会根据传感器的信号控制车体转向或停止行驶,从而实现避开障碍物的目的。
除了红外线探测传感器,智能小车还可以搭载其他类型的传感器,如超声波传感器、激光雷达等,以实现更加精准的避障功能。
总之,红外避障原理是智能小车实现自主行驶的重要手段之一,它可以使车辆在遇到障碍物时迅速反应并避开,从而保障了智能小车的安全性和稳定性。
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红外避障传感器原理
红外避障传感器原理
红外避障传感器是一种常用的传感器,它可以通过检测红外线来感知障碍物的
存在,从而实现避障的功能。
其原理主要基于红外线的发射和接收。
首先,红外避障传感器内部包含红外发射器和红外接收器。
红外发射器会不断
地发射红外线,而红外接收器则会接收这些红外线。
当没有障碍物时,红外线会直线传播并被接收器接收;而当有障碍物挡住红外线时,接收器就无法接收到红外线。
这时,传感器就会发出信号,从而实现避障的功能。
其次,红外避障传感器的工作原理是基于红外线的特性。
红外线是一种电磁波,它的波长比可见光长,人眼无法看到。
而红外避障传感器就是利用了这一点。
当有障碍物挡住红外线时,传感器就会感知到障碍物的存在,从而及时采取相应的措施,比如停止前进或改变方向,以避免碰撞。
此外,红外避障传感器还可以通过测量红外线的反射来判断障碍物的距离。
当
红外线照射到障碍物表面时,会发生反射,传感器可以通过测量反射的强度来判断障碍物的距离远近。
这样,机器人或其他设备就可以根据这些信息来调整自己的运动轨迹,实现避障的目的。
总的来说,红外避障传感器的原理是基于红外线的发射和接收,通过检测红外
线的存在与否以及反射强度来感知障碍物的存在和距离,从而实现避障的功能。
它在机器人、智能家居等领域有着广泛的应用,是一种非常重要的传感器。
希望本文能对大家对红外避障传感器的原理有所了解。
红外避障模块原理
红外避障模块原理
红外避障模块是一种常用于智能小车、机器人等设备上的传感器模块,它能够
通过红外线来检测前方是否有障碍物,并向控制系统发送信号,从而实现避障功能。
那么,红外避障模块是如何实现这一功能的呢?接下来,我们将从原理方面进行详细介绍。
首先,红外避障模块由红外发射器和红外接收器组成。
红外发射器会发射一束
红外线,而红外接收器则会接收这束红外线。
当没有障碍物时,发射器发出的红外线会直接被接收器接收到;当有障碍物挡住红外线时,接收器就无法接收到完整的红外线。
这样,通过检测接收到的红外线的强弱,就可以判断前方是否有障碍物以及障碍物的距离。
其次,红外避障模块通过测量红外线的反射情况来判断障碍物的距离。
红外线
遇到障碍物后会发生反射,而红外接收器接收到的反射红外线的强度与距离成反比。
因此,通过测量接收到的红外线的强度,就可以间接地得知障碍物与红外避障模块的距离。
最后,红外避障模块通过处理接收到的红外信号来实现障碍物的识别。
一般来说,红外避障模块会将接收到的红外信号转换成数字信号,然后通过比较信号的强度来判断前方是否有障碍物以及障碍物的距离。
在实际应用中,可以根据具体情况设置不同的阈值,从而实现对不同距离障碍物的识别。
总的来说,红外避障模块通过发射和接收红外线,测量反射红外线的强度,并
处理接收到的红外信号,来实现对障碍物的检测和识别。
它在智能小车、机器人等设备中发挥着重要作用,为这些设备的自主避障功能提供了技术支持。
希望通过本文的介绍,能够让大家对红外避障模块的原理有一个更加清晰的理解。
红外避障传感器
二.红外避障传感器1.避障传感器主要包括:超声波避障传感器,红外避障传感器,激光避障传感器等等。
考虑到发射光线是光,可以希望在相当短的时间内获得较多的红外传感器测量值以及测距范围较近,大致为30cm以内,所以我们选择红外避障传感器安装在机器人上。
2.红外避障传感器的优点:(1)环境适应性好,在夜间和恶劣气象条件下的工作能力优于可见光;(2)被动式工作,隐蔽性好,不易被干扰;(3)靠目标和背景之间各部分的温度和发射率形成的红外辐射差进行探测,因而识别伪装目标的能力优于可见光;(4)红外系统的体积小、质量轻、功耗低;(5)不受电磁波的干扰、非噪声源、可实现非接触性测量。
3.4.(1检测(2式中(3即光生(4红外发射二极管分为很多种。
红外发射二极管一般按峰值波长(λp)主要为:850nm、870nm、880nm、940nm、980nm,现在市场上使用较多为850nm和940nm两种。
本次设计所使用的是峰值波长为940nm的红外发射二极管。
940nm红外发射二极管优点:光强度高,响应速度快,可用脉冲驱动,无色透明环氧树脂。
其主要应用领域:红外遥控系统,红外探测系统,红外幕墙保安系统,磁带、光盘监测器,光电开关/光传感器,主动红外夜视仪,电脑、手机等便携设备的红外数据传输系统。
在使用红外发射二极管时,发射管的辐射强度(Power)与输入电流(If)成正比。
辐射强度:Power(单位:W,W/sr,W/cm2),用以表示红外线发光二极管(IR)其辐射红外线能量之大小。
发射距离与辐射强度(Power)成正比。
W/sr:表示红外线辐射强度的单位,为IR发射红外线光之单位立体角(sr)所辐射出的光功率的大小。
W/cm2:表示照度的单位,为sensor单位面积(cm2)所接收IR发射之辐射功率的大小。
半功率角:2θ?指红外线二极管其上下或左右两边所辐射出之红外线强度为该组件最大辐射强度的50%时,其上下或左右两边所夹的角度称为半功率角。
红外避障传感器原理
红外避障传感器原理一、红外避障传感器原理红外避障传感器是一种非接触式无损伤传感器,能够检测物体的位置和运动方向,最常用的是发射红外线和接收红外线来实现运动物体的避障。
红外避障传感器包括发射器和接收器,发射器发射出一束红外线,照射到要检测的物体,当物体处在红外线照射范围内,发射器能接收到红外线,这时接收器将发出报警信号提醒运动物体,从而避免发生安全事故。
红外避障传感器可以检测物体的位置和移动方向,在自动化装置的设计中得到了广泛应用,如机器人的避障,自动门的开启,智能家居的安全报警系统等,具有检测距离远,无损伤、不受环境影响、安全可靠等优点。
二、红外避障传感器结构红外避障传感器结构主要包括红外发射模块、红外接收模块和控制模块。
1、红外发射模块:由LED发射红外线,控制LED发射的红外线照射到物体,当物体处在红外线照射范围内时,红外线就会被反射或吸收。
2、红外接收模块:由探测器接收红外线,探测器是一种特殊的电路,能够探测物体是否处在红外线照射范围内,探测器还可以测量物体的距离,检测物体的运动方向等。
3、控制模块:由控制器控制LED的开启,检测物体的情况,当发现物体处在红外线照射范围内时,控制器会发出报警信号提醒运动物体,从而避免发生安全事故。
三、红外避障传感器应用1、机器人避障:红外避障传感器可以用于机器人的避障,在机器人运动的过程中,可以检测到物体的位置,当发现物体处在红外线照射范围内,控制器会发出报警信号提醒机器人,从而避免发生安全事故。
2、自动门:红外避障传感器也可以用于自动开启门,在门的两侧安装红外避障传感器,当探测到物体出现在红外线照射范围内时,通过控制模块自动开启门,方便人们的出入。
3、智能家居:红外避障传感器还可以用于智能家居的安全报警系统,当发现有人破门入室时,报警器会发出警报,保护家庭安全。
红外避障原理
红外避障原理
红外避障技术是一种利用红外线传感器来检测前方障碍物并进行相应控制的技术。
它主要应用于智能家居、智能车辆、机器人等领域,通过红外线传感器的工作原理,实现对障碍物的检测和避让,从而提高设备的智能化和安全性。
红外线传感器是通过发射红外线来探测周围环境的传感器,它的工作原理是利用红外线的反射和吸收特性。
当红外线遇到障碍物时,会被障碍物反射或吸收,传感器接收到的信号就会发生变化,从而判断出是否有障碍物存在。
在红外避障技术中,通常会使用红外发射器和红外接收器配合工作。
红外发射器会发射一束红外线,然后红外接收器会接收到反射回来的红外线。
通过测量反射回来的红外线的强度和时间,就可以判断出障碍物的距离和位置。
红外避障技术的原理比较简单,但是在实际应用中需要考虑一些因素。
首先是环境因素,不同的环境会对红外线的传播产生影响,比如光照强度、温度等因素都会影响红外线的传播和接收。
其次是障碍物的特性,不同的材质和颜色的障碍物对红外线的反射和吸收也会有所不同。
为了提高红外避障技术的准确性和稳定性,通常会采用一些辅助手段,比如滤波器、增益控制、信号处理等技术来对传感器的信号进行处理和优化。
同时,还可以通过多传感器融合的方式来提高避障系统的性能,比如结合超声波、激光雷达等传感器来实现更精准的障碍物检测和定位。
总的来说,红外避障技术是一种简单而有效的障碍物检测和避让技术,它通过利用红外线传感器的工作原理,实现对障碍物的快速检测和响应。
在未来的智能化领域,红外避障技术将会得到更广泛的应用和发展。
智能小车避障模块原理
智能小车避障模块原理
智能小车避障模块是一种基于传感器技术的模块,主要用于智能小车的避障功能。
该模块采用红外线传感器来检测障碍物的存在,并通过单片机的控制实现小车的自动避障。
具体原理如下:
1. 红外线传感器:智能小车避障模块采用红外线传感器来检测前方是否有障碍物。
红外线传感器可以发射红外线信号,当红外线信号遇到障碍物时会被反射回来,传感器可以通过接收到的反射信号来判断前方是否有障碍物。
2. 单片机控制:智能小车避障模块采用单片机来实现自动避障功能。
单片机可以通过接收红外线传感器发送的信号来判断前方是否有障碍物,并控制小车的运动方向以避开障碍物。
当传感器检测到前方有障碍物时,单片机会发送指令使小车停止前进;当障碍物消失时,小车可以继续前进。
3. 电源控制:智能小车避障模块需要一个稳定的电源来工作。
模块通常采用直流电源供电,需要一个稳定的电压来保证传感器的正常工作。
总之,智能小车避障模块是一种基于传感器技术的模块,通过红外线传感器检测前方障碍物的存在,并通过单片机的控制实现小车的自动避障。
该模块可以广泛应用于智能小车、机器人等领域,具有较高的实用性和普及性。
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红外避障小车原理介绍
红外避障小车原理介绍
红外避障小车是一种利用红外线传感器进行避障操作的智能小车。
其原理基于红外线传感器的工作原理,通过发射红外线并接收反射回来的信号来判断前方是否有障碍物。
红外线传感器是一种能够感受和测量红外线辐射的装置。
它通过发射红外线并利用接收器接收反射回来的红外线信号,然后将信号转换成电信号进行处理。
在红外避障小车中,通常会使用多个红外线传感器分布在小车的前方。
当红外线传感器发射的红外线信号被障碍物反射回来时,传感器接收到的信号强度会发生变化。
通过测量信号强度的变化,可以判断前方是否存在障碍物。
如果信号强度足够高,表示前方没有障碍物;而如果信号强度较弱,表示前方有障碍物。
基于这样的原理,红外避障小车可以实现自主避障的功能。
当小车前方的红外线传感器检测到障碍物时,控制系统会立即做出响应,比如停下或者转向以规避障碍物。
通过不断地检测和响应,小车可以在遇到障碍物时自动调整行驶路径,避免碰撞。
红外避障小车的原理简单而有效,广泛应用于自动导航、智能机器人等领域。
它可以提高小车的可靠性和安全性,使其能够自主地在复杂环境中行驶。
同时,红外线传感器也具有较低的成本和易于使用的特点,使得红外避障小车成为一种受欢迎的智能设备。
红外避障模块原理
红外避障模块原理
红外避障模块原理:
红外避障模块是一种基于红外射线工作的避障装置。
它包括一个红外传感器和一个发射器,通过发射器发出一束红外射线,然后由红外传感器接收反射回来的射线。
当有物体靠近红外避障模块时,物体会反射部分或全部的红外射线,被红外传感器接收到。
传感器将接收到的光信号转化为电信号,通过电路处理和判断,最终输出一个高电平或低电平的信号。
红外避障模块中的红外传感器能够快速、准确地感知周围环境,并根据接收到的红外射线的变化来判断是否有障碍物。
当有障碍物靠近时,红外传感器将接收到更多的红外射线;当没有障碍物时,接收到的红外射线较少。
通过对红外传感器输出信号的判断,我们可以确定是否需要采取避障措施,例如停止移动或改变方向等。
红外避障模块的原理是基于红外射线在物体上的反射和传感器对光信号的敏感性。
利用红外避障模块可以实现智能设备对障碍物的检测和避障功能,广泛应用于自动化控制系统、机器人、无人机等领域。
自动门红外对射避障原理
自动门红外对射避障原理自动门在现代生活中得到越来越广泛的应用,它的方便性和安全性使得它成为许多场所的首选。
一种常见的自动门避障技术就是红外对射技术,它能够准确地检测门前是否存在遮挡物,以确保用户的安全。
本文将介绍自动门红外对射避障原理以及它的工作过程。
一、自动门红外对射避障原理简介红外对射避障原理主要是利用红外线传感器发射和接收红外光束来检测门前是否有遮挡物。
通常情况下,自动门上会安装一对红外线传感器,分别作为发射器和接收器。
发射器会不断发射红外光束,而接收器会接收光束反射回来的信号。
当门前没有遮挡物时,接收器会持续接收到发射器发出的信号;而当门前有遮挡物时,光束会被遮挡或者反射使接收器无法接收到发射器发出的信号。
二、自动门红外对射避障原理的工作过程1. 发射器发出信号自动门的红外对射系统会定时发出红外光束信号,一般是以脉冲信号的形式发射。
这个红外光束会以直线方式传输,直到碰到门前的障碍物。
2. 光束被遮挡或反射当红外光束碰到门前的障碍物时,它会发生两种情况:一是遮挡,即红外光束被物体直接遮挡;二是反射,即红外光束被物体反射后再次接收到。
3. 接收器接收信号接收器会接收到红外光束的变化信号,它会实时监测发射器发出的信号是否被遮挡或反射。
如果光束没有被遮挡或反射,接收器接收到的信号与发射器发出的信号一致;如果光束被遮挡或反射,接收器接收到的信号会有所变化。
4. 判断是否有遮挡物根据接收器接收到的信号变化,自动门控制系统会判断门前是否有遮挡物。
如果信号一致,表示门前没有遮挡物,自动门将保持开启状态;如果信号变化,表示门前有遮挡物,自动门将停止开启,并根据具体的设置执行相应的操作(例如,停止开启、缓慢开启、或者反向开启等)。
三、红外对射避障的优势和应用红外对射避障技术具备以下几个优势:1. 高精度:红外线传感器能够精确地检测门前的遮挡物,并及时作出响应,保证用户的安全。
2. 快速反应:红外对射系统的工作速度非常快,能够在瞬间检测到门前的遮挡物,并迅速作出相应的动作。
(整理)红外避障传感器原理图.
一、实验原理:避障传感器基本原理,和循迹传感器工作原理基本相同,利用物体的反射性质。
在一定范围内,如果没有障碍物,发射出去的红外线,因为传播距离越远而逐渐减弱,最后消失。
如果有障碍物,红外线遇到障碍物,被反射到达传感器接收头。
传感器检测到这一信号,就可以确认正前方有障碍物,并送给单片机,单片机进行一系列的处理分析,协调小车两轮工作,完成一个漂亮的躲避障碍物动作,传感器原理图如图6。
图6 红外避障传感器原理图二、实验接线:实验时只需把信号输出端(signal)与单片机的P1^0口相连。
VCC端接5V电源,GND接电源负极或单片机上的逻辑地。
注意:如果对红外避障传感器的使能感兴趣,可以把传感器的TC端接单片机的I/O口,通过控制TC实现是否开启红外避障传感器,当TC 为高电平时传感器工作,为低电平时,传感器关闭,参照图7。
三、实验任务:1、把红外避障传感器固定在小车的正前方,接好线。
注意:红外传感器的避障距离也是可调,调节滑动变阻器可以调节避障距离。
2、编制程序,实现小车检测到前方有障碍物时,向左转弯,再检测,没有障碍物,继续前进,有障碍物,继续左转弯。
图7 避障传感器与单片机连接图四、红外避障传感器电路分析:电路中HEF4011BT是一个4通道2输入与非门。
455是晶振,它产生38k的方波,HEF4024BT是7位二进制计数器,38k的方波作为计数器HEF4024BT的时钟输入。
HEF4024BT的O2与O3接与非门加一个非门去控制HEF4024BT的复位端。
也就是说当HEF4024BT计数到第四位与第三位同时为1时,HEF4024BT就会被清零。
同时当HEF4024BT的O3为1时,HEF4011BT的O4为低电平,触发红外发光二极管发送信号。
当HEF4024BT的O3为0时,HEF4011BT的O4为高电平,关闭发光二极管,这段时间为4个方波周期。
也就实现了38k载波调制的红外。
接收头是红外线一体化接收头是集红外接收、放大、滤波和比较器输出的模块。
arduino小车红外避障原理
arduino小车红外避障原理
Arduino小车的红外避障原理主要是通过红外避障传感器实现的。
这种传感器发射红外线,并根据反射回来的红外光判断前方是否存在障碍物。
具体来说,当传感器前方无障碍物时,输出高电平;当有障碍物时,输出低电平。
同时,传感器内置38kHz的信号发生器,以增强抗干扰能力。
此外,Arduino爱好者常用的直流电机驱动模块主要有L298模块和
VNH2SP30模块。
其中,L298电机驱动模块价格较为便宜,而且单个
L298芯片可以同时驱动两路直流电机,因此在Arduino爱好者制作机器人小车时使用较多。
以上内容仅供参考,如需更全面准确的信息,可以咨询电子或计算机方面的专家,或查阅相关论坛。
红外避障传感器数据处理流程
红外避障传感器数据处理流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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红外避障原理
红外避障原理红外避障技术是一种利用红外线传感器来检测障碍物并进行避让的技术。
它在许多自动化系统中得到了广泛的应用,如智能家居、无人驾驶车辆、机器人等领域。
其原理是利用红外线传感器发射红外线,当红外线遇到障碍物时,会被障碍物反射回来,传感器接收到这些反射的红外线信号,并根据信号的强弱来判断障碍物的距离和位置,从而实现避障功能。
红外避障原理的核心在于红外线传感器的工作原理。
红外线传感器是一种能够感知红外线的电子器件,它能够将接收到的红外线信号转化为电信号输出。
当没有障碍物时,红外线传感器发射的红外线会直接照射到周围环境,没有反射回来的信号;而当有障碍物时,障碍物会反射部分红外线回到传感器,传感器就能够接收到这些反射的红外线信号。
通过测量接收到的反射信号的强弱,红外线传感器就能够判断出障碍物的距离和位置。
红外避障技术的实现主要分为两个步骤,红外线的发射和接收。
首先是红外线的发射,红外线传感器会通过内部的红外发射器发射一束红外线,这些红外线会以一定的频率和波长向外发射。
然后是红外线的接收,红外线传感器内部的接收器会接收到反射回来的红外线信号,并将其转化为电信号输出。
接收到的信号会经过放大、滤波等处理,最终转化为数字信号输出给控制系统进行处理。
在实际应用中,红外避障技术可以与其他传感器相结合,如超声波传感器、摄像头等,以提高避障的准确性和稳定性。
例如在无人驾驶车辆中,红外避障技术可以用于检测车辆前方的障碍物,而摄像头可以用于识别交通标志和行人,两者结合可以更好地实现自动驾驶功能。
总的来说,红外避障技术通过利用红外线传感器来检测障碍物,并通过控制系统进行避让,实现了自动化系统对环境的感知和交互。
它在自动化领域发挥着重要作用,为智能设备的发展提供了有力支持。
希望通过本文的介绍,能够让读者对红外避障技术有更深入的了解,为相关领域的研究和应用提供参考。
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二.红外避障传感器
1.避障传感器主要包括:超声波避障传感器,红外避障传感器,激光避障传感器等等。
考虑到发射光线是光,可以希望在相当短的时间内获得较多的红外传感器测量值以及测距范围较近,大致为30cm以内,所以我们选择红外避障传感器安装在机器人上。
2.红外避障传感器的优点:
(1)环境适应性好,在夜间和恶劣气象条件下的工作能力优于可见光;
(2)被动式工作,隐蔽性好,不易被干扰;
(3)靠目标和背景之间各部分的温度和发射率形成的红外辐射差进行探测,因而识别伪装目标的能力优于可见光;
(4)红外系统的体积小、质量轻、功耗低;
(5)不受电磁波的干扰、非噪声源、可实现非接触性测量。
3. 红外避障传感器的不足:
由于传感器测量光的差异,其受环境的影响非常大,物体的颜色、方向、周围的光线都能导致较大的测量误差。
4.工作原理:
(1)红外避障传感器:
具有一对红外信号发射与接收二极管,发射管发射一定频率的红外信号,接收管接收这种频率的红外信号,当传感器的检测方向遇到障碍物(反射面)时,红外信号反射回来被接收管接收,经过处理之后,通过数字传感器接口返回到机器人主机,机器人即可利用红外波的返回信号来识别周围环境的变化。
红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。
光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。
检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。
热敏元件应用最多的是热敏电阻。
热敏电阻受到红外线辐射时温度升高,电阻发生变化,通过转换电路变成电信号输出。
(2)热敏检测元件
热阻效应:物质的电阻率随温度变化的物理现象叫热阻效应。
金属热电阻的电阻值和温度一般可以用以下的近似关系式表示,即
Rt=Rt0[1+α(t-t0)]
式中,Rt为温度t时的阻值;Rt0为温度t0(通常t0=0℃)时对应电阻值;α为温度系数。
半导体热敏电阻的阻值和温度关系为
Rt=AeB/t
式中Rt为温度为t时的阻值;A、B取决于半导体材料的结构的常数。
(3)光电检测元件
光电效应:在高于某特定频率的电磁波照射下,某些物质内部的电子会被光子激发出来而形成电流,即光生电,分为外光电效应和内光电效应。
光电导效应:在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态,而引起材料电导率的变化。
当光照射到光电导体上时,若这个光电导体为本征半导体材料,且光辐射能量又足够强,光电材料价带上的电子将被激发到导带上去,使光导体的电导率变大。
基于这种效应的光电器件有光敏电阻。
(4)红外发射二极管的选择
红外发射二极管分为很多种。
红外发射二极管一般按峰值波长(λp)主要为:850nm、
870nm 、880nm 、940nm 、980nm ,现在市场上使用较多为850nm 和940nm 两种。
本次设计所使用的是峰值波长为940nm 的红外发射二极管。
940nm 红外发射二极管优点:光强度高,响应速度快,可用脉冲驱动,无色透明环氧树脂。
其主要应用领域: 红外遥控系统,红外探测系统,红外幕墙保安系统,磁带、光盘监测器,光电开关/光传感器,主动红外夜视仪,电脑、手机等便携设备的红外数据传输系统。
在使用红外发射二极管时,发射管的辐射强度(Power)与输入电流(If)成正比。
辐射强度:Power(单位:W,W/sr,W/cm2),用以表示红外线发光二极管(IR)其辐射红外线能量之大小。
发射距离与辐射强度(Power) 成正比。
W/sr :表示红外线辐射强度的单位,为IR 发射红外线光之单位立体角(sr)所辐射出的光功率的大小。
W/cm2:表示照度的单位,为sensor 单位面积(cm2)所接收IR 发射之辐射功率的大小。
半功率角:2θ½ 指红外线二极管其上下或左右两边所辐射出之红外线强度为该组件最大辐射强度的50%时,其上下或左右两边所夹的角度称为半功率角。
(5)红外接收器的选择
本次设计选用HS38B ,该器件特性:低功耗、高灵敏度、优良的抗干扰能力。
一般用于家用电器、玩具等遥控接收。
红外接收器的电路原理框图
5.测量电路
红外发射与接收器电路图
红外线二极管发射红外光线,如果机器人前面有障碍物,红外线从物体反射回来,相当于机器人眼睛的红外检测(接收)器,检测到反射回的红外光线,并发出信号来表明检测到从物体反射回红外线。
红外线接收器有内置的光滤波器,除了需要检测的940nm 波长的红外线外,他几乎不允许其他光通过。
红外检测器还有一个电子滤波器,它只允许大约的电信号通过。
这里使用三极管9013的原因是9013的基区做得很薄,当按图接时,发射结正偏,集电结反偏,发射区向基区注入电子,这时由于集电结反偏,对基区的电子有很强的吸引力,所以由发射区注入基区的电子大部分进入集电区,于是集电极的电流增大。
由于C51的I/O 驱动能力较弱,加入三极管使其工作在开关状态,用小电流来控制大电流。
当P1_3(P3_6)置高电平时,从集电区经基区到发射区电路导通,加载在LED 上的电压为
停止发射。
信号由红外接收器接收,经过运算放大器的反相放大,信号输出由默认的高电平变为低电平。
发光二极管有了电压差,所以信号指示灯亮,证明前方有障碍,同时信号输出给单片机,由单片机由电平的变化去控制电动机的工作实现避障。
6.注意事项:
(1)红外是数字传感器,红外接收管只有在接收到一定强度的红外信号时才会有数值的变化。
障碍物(反射面)太小时,红外会检测不到;障碍物(反射面)颜色为黑色或深色
时,会被吸收大部分的红外信号,而只反射回一小部分,导致红外接收管接收到的红外信号强度不够,不足以产生有障碍物(反射面)的信号。
(2)红外在暖光源的照射下(如白炽灯、太阳光)检测受到很大影响,它会受到所有相近红外信号的干扰,白炽灯和太阳光中含有红外信号成分较多,对红外的影响也较大。
红外相互之间也存在干扰,因而在使用时需要注意。
(3)红外采用的是发射、接收原理,不同反射面对红外信号的吸收与散射,将影响其检测范围,根据测试红色的反射面效果最佳,白色其次,黑色最差;同时反射面的粗糙度和平整度也会影响检测的效果。