NE555+LM324運放紅外線距離檢測儀電路設計（附熱轉印PCB文件）

•       實驗題目：
  

紅外距離檢測儀

•       實驗目的：
  

紅外測距儀作為一種精密的測量工具，已經廣泛的應用到各個領域。測距儀可以分為超聲波測距儀，紅外線測距儀，激光測距儀。目前所說的紅外線測距儀指的就是激光紅外線測距儀，也就是激光測距儀。紅外測距儀----用調制的紅外光進行精密測距的儀器

本項目使用了紅外線發(fā)射管和接受管，通過紅外線從發(fā)射管發(fā)出碰到反射物被反射回來被接收管接受到，再根據紅外線從發(fā)出到被接受到的時間及紅外線的傳播速度就可以簡單算出距離。

•       實驗原理：
  

1.工作原理

紅外距離檢測儀利用的是紅外線傳播時的不擴散原理。因為紅外線在穿越其它物質時折射率很小，所以會考慮紅外線，而紅外線的傳播是需要時間的，當紅外線從測距儀發(fā)出碰到反射物被反射回來被測距儀接受到，再根據紅外線從發(fā)出到被接受到的時間及紅外線的傳播速度就可以算出距離

2.電路設計

發(fā)射器部分由作為振蕩器工作的555定時器NE555D為核心。NE555D的輸出經過限流電阻R1送到紅外線發(fā)射端(IR1)TX。發(fā)射器的振蕩頻率為10kHz，占空比為50％，以滿足模塊的要求。

接收器部分為紅外線接收端(IR1)RX。根據收到的紅外信號，經過運算放大器放大后讓二極管觸發(fā)導通，并在接收紅外信號的周期內維持導通。最后再次通過各個運算放大器放大點亮LED1、LED2、LED3。

檢測器的距離取決于限流電阻VR1，檢測器的靈敏度取決于限流電阻VR2。方便起見，取VR1為25KΩ，取VR2為10KΩ。從而確定檢測器的距離約為0.03m—1m，并確保靈敏度在±0.01m內。

3.原理圖設計

圖1紅外距離檢測儀原理圖（1）

圖2紅外距離檢測儀原理圖

（2）圖3紅外距離檢測儀原理圖（3）

4.PCB設計

圖4紅外距離檢測儀PCB圖

•       實驗內容：
  

紅外距離檢測電路選用NE555D時基集成電路；采用LM324帶有真差動輸入的四運算放大器，該四路放大器可以工作于低至3.0 V的電源電壓，共模輸入范圍包括負電源, 3dB帶寬增益乘積為1.2MHz； LED 選用φ5mm 紅色發(fā)光二極管。R1—R17均選用 RTX—1/4w 型碳膜電阻器；VR1和VR2分別為503型和203型微調可變電阻器；D1、D2均為1N4148二極管；C1、C2 選用陶瓷電容器；C3—C7選用電解電容器；并附有立式排線座。

該紅外距離檢測儀供電DC5—9V，一般情況下推薦5V電壓供電。

詳細元件規(guī)格見下表：

圖
5紅外距離檢測儀詳細元件規(guī)格

由于本項目采用電源電壓范圍很寬的單電源，且需要帶有真差動輸入的共四個運算放大器，所以使用LM324系列運算放大器恰到好處。而在555時基電路選擇上由于NE555系列的操作電源范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，且計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格便宜，所以采用NE555D元件。

通過本次試驗，對紅外發(fā)射器的原理有所了解，實驗的難度比收音機大的多得多，遇到的困難也很多，比如自己制作板子的時候，由于打孔和熱轉印的孔不容易對上，所以板子很容易錯位，引腳之間特別容易連在一起，此處是我覺著最難的地方。

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2019-6-9 23:05 上傳

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