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【手创科技】激光传感器在智能车上使用的 一些心得2.pdf
激光传感器在智能车应用中的一些心得
纵观近几届智能车比赛,相信大家都看到了,取得好成绩的车队大
部分都采用了激光传感器,成绩靠前的激光车的车速已经可以与摄像头
媲美了。我们有理由相信,传统的红外传感器将逐渐被激光传感器所取
代。然而激光传感器到底应该如何应用到智能车上呢?
下面就我们自己在使用激光传感器过程中的了解发表一些自己的
看法,请各位朋友们多多指教。
采用三极管驱动的激光传感器电路浅析
到目前为止,我们发现常见的激光传感器的驱动电路,一般是采用
三极管驱动的激光传感器电路。在此电路中,激光发射管以180KHZ的频
率,20%-30%的占空比发射,反射之后由接收管接收输出高低电平,从
而达到识别路径的目的。下面是具体的电路图:
图一 采用三极管驱动的激光传感器电路
一个很简单的电路图,我们看到发射部分,经过调制管,便输出
180khz的频率,经过三极管8050放大之后驱动发射管,使发射管以
180KHZ的频率,20%-30%的占空比发射出650nm的光线,经过反射后,接
收管接收到反射回来的黑白信号,输出高低电平,由单片机识别,从而
达到识别路径的功能。
这里,调制管的作用是制出180khz的频率,我们同样可以使用单片
机代替,用pwm调制同样频率,同样占空比的信号来驱动发射管。另外
使用三极管发达后的信号一般情况下能够驱动1-2个发射管,发射管的
额定电压一般是在3v,额定电流是20mA左右。使用三极管放大后发射管
两端的电压正常范围是在1.1-1.4v左右(这里是因为经过了调制,所以
用数字电表测出来的电压也就在这个范围内,如果用示波器测波形,你
会发现,最高电平已经到达3v左右了)。
接下来我们看看电路中的接收部分,在这里要提醒大家注意的是,
接收管为什么要上拉4.7k左右的电阻呢?这是因为,如果不接上拉电
阻,会引起逻辑混乱。就是说如果不接这个上拉电阻,会出现无论照到
黑的还是白的,接收管接收到的都是同一个电平。上拉电阻旁边的指示
灯,起指示作用,让我们比较直观的看到接收管接收回来的信号明显的
变化;另外,接收管的电源接的电容104,学过高频电路的同学应该都
知道,这个电容是必须的,陶瓷小电容在高频电路中也是经常使用到的。
采用反相器驱动的激光传感器电路浅析
看完了三极管放大,下面我们来看看另外一种激光接法,这个电路
是【手创科技】技术团队自行开发的激光驱动电路,接收管的接法相同,
在发射电路驱动上,采用的是使用反相器74ls04来驱动放大调制后的信
号,下面是电路图:
图二 采用反相器驱动的激光传感器电路
原理是差不多的,然而这种电路的接法有一个好处,就是可以使用
一个调制管来驱动多个发射管。只要把调制管的信号输入到反相器的六
个输入端即可,而且驱动力超强,光点亮度比三极管驱动的要强很多,
这可是大前瞻的保障。一个反相器可以接六个发射管,而一个调制管可
以接到多个反相器,其他原理相同,这里就不多说了。
关于“分时发射”
大家可能有注意到,北科的激光车只使用了三个接收管,和十五个
发射管,这里他们是使用了分时发射,使用分时发射既可以防止激光干
扰,又可以把三个接收管当多个使用,在不同的时段接收的信号判别出
车子在不同的位置。说到分时发射,有的使用三极管做开关作用,有的
使用场效应管起开关作用,也有的同学使用译码器(比如74ls138),
至于使用哪种比较好,是见仁见智,只要你自己用的习惯就可以了。
手创科技技术团队
技术qq:956626567
【手创科技】
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