基于TCRT5000红外传感器模块的设计报告.doc

电子创新设计模块制作
设计报告
名称：基于TCRT5000的循迹模块
学院：机电工程学院
专业：应用电子技术
班级：09应电（2）班
设计者：林志坚
指导老师：玉宁杨青勇
2011年6月
一、硬件设计及说明
1、原理图设计如下：
图一原理电路
作用原理：采用5V供电，TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。

红外光电二极管发出红外光，当红外光反射回来被高灵敏度光电晶体管接收，则光电晶体管处于导通状态，输出高电平信号；当红外光没有反射回来，则光电晶体管处于高阻抗状态，输出低电平信号；输出信号经施密特电路整形，稳定可靠，且还有LED指示电路指示输出的状态，输出高电平时LED亮，低电平时灭。

2、PCB设计如下：
图二PCB线路
设计思路：板的大小为：10mmX40mm。

采用的是插件元件，降低了焊接难度，板的宽度只有10mm，这样使得该模块灵巧，在应用过程中更灵活。

二、主要元件介绍：
1、TCRT5000：
TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。

红外光电二极管不断地反射出红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或反射回来但强度不够大时，光敏三级管一直处于关断状态，输出低电平；当发射出的红外线被反射回来时，光敏三级管处于关闭状态，输出高电平。

2、CD40106
CD40106由六个斯密特触发器电路组成。

每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。

触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。

上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。

三、测试过程：
（1）外形尺寸：10mmX45mm；
（2）工作电压：DC3V-5.5V；
（3）检测距离：1mm-8mm适用，焦点距离为2.5mm;
五、应用场合
（1）电度表脉冲数据采样；
（2）传真机碎纸机纸张检测；
（3）障碍检测；
（4）黑白线检测；
六、注意事项：
（1）使用时，光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行，这样光电传感器的转换效率最高；
（2）光电传感器的前端面与反光板得距离保持在规定的范围内才能正常工作；（3）光电传感器长时间工作时红外接收管的最大工作电流不应超过250uA; （4）焊接改装传感器时，光电传感器的引脚根部与焊接点的最小距离不得小于5mm且焊接时间尽可能短，否则易损坏管芯或引起管芯性能的变化；
七、总结
经过这次模块的制作，我们学习了传感器和施密特触发器的知识及其相关应用，深入了解了TCRT5000红外传感器和CD40106的原理及应用，同时，在电路板的制作过程中，我们熟练了PCB的设计及制作电路板工艺。