《红外感应开关》PPT课件.ppt

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1、作者09电信MT,传感器的应用 红外感应开关的制作,徐 振 辉郑 锦 洪郑 伟 民,实验步骤,1：电路原理图与分析2：注意事项3：实验材料4：安装与调试,接收方式红外线发射与接收的方式有两种，其一是直射式，其二是反射式。直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管与接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光线遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外光线才工作。,注意事项1.为STC12C4052AD下载HEX文件时应在STC-ISP软件中选择“内部RC振荡器”。2.避免在强光下使用，过强的光线会降低感应距离。3.单片机的P1.7接口输出无

2、锁存低电平，可连接继电器制作感应水龙头。4.单片机的P1.6接口输出锁存开关电平，可制作感应电灯开关，上电初始时为高电平。5.可通过增加红外发射二极管的亮度（功率）来提高感应区距离。6.必须使用STC12C4052AD或STC12C2052AD（有ADC功能），而不可使用STC12C2052代替。,实验材料：,单片机采用STC12C4052AD或STC12C2052AD,-LTH1550-01型红外反射模块或其它模块,LED用于输出指示 引脚可扩展继电器或其他输出,-面包板,-3节7号电池盒,输出电压4.5V 红线为正极 黑线为负极 可用其他电源代替,-感应处理采用单片机ADC采集和数学算法

3、稳定性好,-将编号源程序的单片机插入面包板,-将红外反射模块按电路原理图插入面包板,-插入面包板用导线 使P1.3和P1.4短接,-插入LED指示灯 LED负极接P1.7为无锁存开关 接P1.6为锁存开关,-将电源接在单片机的20脚（正极）和10脚（负极）上,-制作完成后打开电源开关,-用手或其他物体遮挡反射区,-感应处理采用单片机ADC采集和数学算法 稳定性好,安装与调试,关键问题与解决之道,如何去除环境光的干扰？使用双重检测的方法，前提条件是单片机可以控制红外发光二极管的开关。首先大家要制作ADC 功能可以读出接在ADC 接口上电压的模拟量，数值从0 到255（十进制）。红外光敏二极管接收

4、的红外光线强时，ADC读出的数值就大，反之就小。我们要做的就是控制红外发光二极管在发光时读一次ADC的数值，然后再让红外发光二极管熄灭，再读一次ADC 的数值。我们先假设没有其他红外光源的干扰，当红外发光二极管熄灭时，红外光敏二极管应该检测不到光源，ADC读出的数值也应该为0；当红外发光二极管点亮，且没有反射物理时，ADC读出的值也应该很小，接近于为0；当有反射物理时，红外光敏二极管检测到光源，ADC 读出的数值会变大。如果存在其他光源的干扰，那么当红外发光二极管熄灭时也会读到较大的数值，双重检测读出的数值的差距越大，表示干扰光源越弱，反之则越强。我们通过这种双重检测就可以判断接收到的红外光是

5、不是发射端发出来的了，两次检测的数值之差就是我们需要的最终数值。最终数值将参与下面的算法处理，也是我们判断、处理的关键数据。单片机需要控制红外发光二极管高速开关，以便更快的采集数据。,最终数值=红外发光二极管点亮时ADC读出的数值-红外发光二极管熄灭时ADC读出的数值,2.如何解决临界点的感应波动问题？微微向前一点就触发，微微向后一点就关断，这是临界点问题的困扰。问题的根源在于触发的临界点和关断的临界点是同一个距离。只要在基于单片机系统中把这两个临界点分开，就可以解决这个问题了。我们知道了，单片机需要处理的数据是“最终数值”，它是红外发光二极管开、关状态时ADC读出的数值之差。最终数值也是一个

6、从0 到255 之间不断变化的变量，反射物理离传感器越近，“最终数值”就越大。如果我们在程序里设置当“最终数值”大于某一值时（例如200）就触发开关，小于这一值时就关断开关。这样编程的效果就是单一临界点的不稳定开关，单片机既然都可以模仿不稳定的开关，自然也很容易创造稳定的开关了！只要写一下程序的设置就可以很轻松的让它变得稳定。双临界点的设计只需要两个数值的条件判断：当“最终数值”大于某一值时（例如200）就触发开关，当“最终数值”小于另一个数值时（例如150）就关断开关。这样一来，在150 和200 之间就会创建一块中间区域。当反射物理在这个区域前后移动时，开关仍保持其原来的状态，或判断、或触

7、发。这种双临界点的设计，其实是给反射物体一个活动空间，对反射物体的稳定性要求降低了，系统状态就自然稳定了下来。在实际调试过程中可以根据应用的需要修改双临界点的两个数值。比如做自动手龙头，手的移动范围较大，所以应该留出较大的活动区域。如果是做自动寻迹小车的传感器，则可以用较小的活动区域，甚至改用单临界点来实现。双临界点的设计是有启发性的，你可以利用此设计来做更多的事情，或者用在其他传感器的稳定性设计之中。,3.如何增加感应的成功率和可靠性？“最终数值”处理和双临界点设计都可以增加系统的稳定性，可以如果检测出错、或者出现误差，在多次数据采集中出现几次失败和误差是很正常的事情，但如果这些误差左右了开

8、关的状态，那么这种失败又由谁来负责呢？大家要需要我写的文章错别字很多，杂志社的编辑老师都说我无药可救了。当你看到本文的时候你要知道一件事，那就是已经有好几位编辑老师瞪大的眼睛帮我改掉文中的错别字。最后大家看到的才是精美而通顺的文章。在感觉编辑老师的同时我们也要帮我们的红外感应开关配备几位“编辑老师”，给采集到的数据把关。一旦出现错误就放弃当前的数据，重新采集，这种设计就是一种冗余。我在程序中设计了一段循环检测语句，连续20 次检测和判断采集到的数据，如果20 次中有1次误差就马上放弃当前的所有数据，重新检测。连续20 次检测已经算是很稳定的了，当然你也可以为了更稳定而改用连续50 次、100 次的检测，但是系统的反应速度会慢，灵敏度下降。灵敏度和稳定度之间的矛盾是纲性的，在实际测试中找到适合目标系统的检测次数就可以了。“最终数值”、双临界点和20 次连续检测听上去好像是很复杂的事情，可是在程序里面却是很简单的几条语句。设计的重点不在于程序的复杂性，而是整个系统的设计思路。下面列出一段关键程序部分与大家分享，这个简单的程序包含了以上讲到的3种抗干扰设计。,成品展览,-IR_NEAR V2 红外感应开关,