近红外传感器在汽车改造技术中的原理分析

电子设计 发表于 2018-01-12 16:01:22 收藏 已收藏
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近红外传感器在汽车改造技术中的原理分析

电子设计 发表于 2018-01-12 16:01:22 收藏 已收藏

利用反射式近红外传感器及语音录放组件,研究了汽车倒车防撞语音提示器 当汽车倒车时,只要距车身后尾一定的距离内有人或物体存在,就会有一部分红外光信号经人或物体反射回来,被与发射管同排安装的光敏接收管收到并转换成同频率的电信号后,由模块内部电路进行放大 解调 整形 比较处理后,在输出端输出控制信号,控制语音录放组件工作,告诉司机车后有人 车后有物体 由于近红外线传感器 语音录放组件均为一体化结构,成本低 接线简单 抗震能力强 测量准确 工作稳定可靠,适合在汽车上安装使用。

引言

随着科学技术的不断发展,新技术新材料新工艺和新器件的相继出现,人们对红外光学进行了深入研究 开发为了实现自动化节省人力提高效率增加设备功能 确保安全 保护环境 节省资源和能源,酷似人类眼睛的红外传感器担负着特别重要的角色早在1972 年时就已经有应用红外线遥控的电视机问世特别是1990 年以后,近红外传感器成功地应用于各个领域近红外线传感器是应用940nm 的光波作为载体进行发射接收而实现的。

本文研究的汽车倒车防撞语音提示器,是利用反射式红外线发射 接收模块TX05D 作物体识别传感器 当汽车倒车后方出现人或障碍物< 如汽车进库 靠墙停车 狭窄场合汽车调头等D 时,语音录放组件能够发出 车身后有人,车身后有障碍物 提示语,提醒司机注意< 后视镜存在视线死角,司机无法观察到) , 从而提高了汽车安全性能语音提示系统使用语音录放组件,可反复录放音10 万次,断电后存储语音可保存100 年,音质好 成本低 接线简单,给使用者带来很大的方便 电源部分使用汽车上的12 V电瓶及6 V 稳压器供电,既经济又方便 该装置的特点是:

抗干扰能力强,工作稳定可靠,语音提示,测量距离1.2 m,适合在汽车上安装使用。

1 模块结构及工作原理

1.1反射式近红外传感器TX05D

TX05D 外形和引线见图1 所示 它是一体化结构,使用非常方便全部电路焊装在1 只46 mm×32 mm×17 mm× 不包括安装支架D 的塑料盒内 盒的侧面设有工作状态指示灯和灵敏度调节孔,红色发光二极管用来指示近红外传感器的工作状态,平时熄灭,有反射物时发光 灵敏度调节孔用来调节反射检测距离,顺时针调距离增大,逆时针调距离减小TX05D 通过1 条1.5 m 的双芯屏蔽线作为输出引线,其中红色线为电源正极,白色线为输出端,屏蔽线< 铜网D 接电源负极 在近红外传感器的有效检测区范围内,若有人和物体存在,输出端白色线上的电压为高电平,若没有反射物,则输出为低电平 实际应用时,如果引出线长度不够,可根据需要加长。

TX05D 工作电压为5~12 V 极限电压15 V 工作电流5~20 mA 最大30 mA 检测距离为1. 2 m0TX05D 工作原理,当TX05D 接通电源后模块内部的红外发射管向前方发射38 kH 的调制红外光信号 一旦有人进入( 或有物体存在)有效检测范围内时红外光信号就会有一部分被反射回来 红外接收管接收后由内部电路转换成同频率的电信号 再经放大,解调,整形,比较处理后在输出端输出高电平信号。由于TX05D 使用了调制技术和采用进口带补偿的抗干扰器件 在一定程度上解决了抗干扰问题。

 1. 2 语音录放组件IDD1110/ 1420

ISD 系列语音录放组件 是以目前技术最先进的美国ISD 公司单片语音处理大规模集成电路ISD 系列芯片为核心内含存储器,消除噪声的话筒前置放大器和自动增益控制电路,适合语音的专用滤波电路,具有极高温度稳定性能的时钟振荡电路及全部语音处理电路。它实现了全贴片微型化,音质好,坚固耐用。

ISD 系列语音录放组件可用于各种一段式语音留言,语音报警及语音提示装置中。该组件能够在电源断开的情况下 长期保存信息 又可以随意更改录入的内容 组件体积小巧 使用领域十分广泛 也极为方便0组件工作电压为4. 5~ 6. 5 V 静态电流典型值为0. 5MA 工作电流为25 mA.录放时间为10~20 S 永久性存储信息 可录放音10 万次 存储可保留100 年,易于使用 无需编程及开发系统 可随意改变录放内容 用普通驻极体话筒录音 用8~16Ω扬声器放音。

2 汽车倒车防撞语音提示器接线图

接线图如图2 所示。由近红外传感器,语音录放组件,电源等部分组成。图2 中的IC1可选用7806 集成稳压器 IC2选用TX05D近红外传感器( 天津特新电子厂)。IC3选用ISD1420 语音录放组件( 录放时间为20 S)。KS 选用HRM2H 继电器。其余元件均为厂家所配 无须购买。实际应用时 将TX05D 安装在汽车尾部中间位置 其发射,接收管方向朝后 -12 V 引出线接在倒车灯之前。这样当汽车倒车时 随着倒车灯的点亮电路自动通电工作。

3 操作过程

3. 1 录音

接通电源 电路自动进入节电准备状态。按住REC 录音键 电路进入录音状态 录音指示灯( LED) 亮 直至存储器录满或松开REC 键。录入内容可为 司机师傅请注意 车身后有人 车身后有障碍物' 等内容。

3. 2 放音

放音方式有几种,轻触PE( playe) 键 语音录放组件即进入放音状态 直至结束。或者按下PL( playl) 键 电路进入放音状态 直至放音结束或松开playl 键。也可以将语音录放组件的L 端接VCC按PL( playl) 键即循环放音 松开即停止。该系统采用循环放音方式。当车身后有人或物体时 IC2( TX05D) 输出控制信号 晶体三极管VT( 9013) 导通 继电器KS(HRM2H) 工作 触点闭合。 其中一路开关将VCC接L端 另一组开关将PL( playl) 键短路接地 语音录放组件循环放音。当人或物体离开时 IC2输出低电平 VT 截止 KS 释放 常开触点断开 放音停止。

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