•       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射管和接受管，通過紅外線從發射管發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送到紅外線發射端(IR1)TX。發射器的振蕩頻率為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。

詳細元件規格見下表：

圖
5紅外距離檢測儀詳細元件規格

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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