红外线盲人手杖

概述：本文主要介绍一种红外线探测器，可用于盲凡探路、线路报警等方面。该探测器具有保密性强、可靠性高、反应速度快，抗干扰性能力强的特点。它广泛用于遥控、测量、自动控制等多种领域。

工作原理
    电路如图440所示。

图440

基本电路由红外线发射机和接收机组成，二者装在一块电路板上，组成一体化探测器。红外线发射机由反相器A1、A2，三极管VTl、红外发光二极管VDl等组成。由A1、A2组成的环形多谐振荡电路产生30~40kHz的振荡频率，其频率由cl、Rl、RP决定，改变RP的值可改变振荡频率，一般取38kHz左右。经VTl放大，由红外发射管VD1将已调制的高频红外线信号发射出去。当有人或活动的物体经过被监测的区域时，人体或物体把红外线反射回一部分·红外接收管VD2接收到这一信号后．使VD2内阻不断变化，从而在VD2两端产生与发射信号频率相同的变化电压，电信号经C2耦台，送入由反相器A3、A4、A5和电阻R6组成的三级高增益全频道放大器无选择地进行宽频放大．总电压增益可达1000倍以上。放大后的信号由c3耦合至三极管vT2，由VT2进行选频放人调节其集电极回路的L、c4选频网络参数，可使其中心频率f0=38kHz，与红外线发射频率相同，以有教地抑制其它干扰信号，提高抗干扰能力．VT2集电极输出的交流信号由c5、c6和VD4、VDj组成的倍压整流，在c6两端得到一定幅度的直流电压，使三极管vT3由截止变为导通．其集电极输出低电平，延时电容c7被迅速充足电荷，同时三极管vT4饱和导通；而当VT3截止时，c7通过R8和VT4的e山结及R9缓慢放电，在数秒内维持VT4的导通。延时时间艮短主要取决于c7的容量。这样在电容c8两端将得到约8V的电压，去驱动后级电路工作。

元器件选择
    红外线和接收管为市售配对管，型号可任选，若选用功率为100mW的SE303A和配对的PH302B时，效果更佳。可用万用表判断普通二极管一样的方法来区别其正负极性。三极管vTl：9014、β≥100。vT2，VT3、vT5：9013、β=85～L15，VT4：9015：β=6s～85。六反相器A1～A6：CD4069或MC14069，其内部图及管脚排列如图44l所示。电容C4可选用3300P的高频瓷片电容器。。电感L可选用市售成品4．7～5mH的固定式色码电感。若自行绕制L时，可用收音机中周骨架，用巧直径0.08mm高强度漆包线密绕310圈，旋入磁芯，装上屏蔽罩即可。频闪发光二极管VD3外形与普通红色发光管一样，不过其内部有cMos集成芯片，阿烁频率为l～5Hz，可选用5ram红色BTS11405型的频闪发光管。音乐集成芯片Ic除选用KD 9300外，只要工作电压在3V工作的别的语言或音乐集成片均可选用。其它元件如图标注，无特殊要求。

制作与使用
  (1)整A电路安装于自制的小体积印刷电路板上。并调节电位器RP或L、c4谐振频率回路的电感L磁芯，使L、c4谐振频率尽量接近或等于发射板的振荡频率。
  (2)盲人行走时，总离不开手杖。本探测器与手杖配合．可探测半径1．5米区域内有无障碍物，还可探测路面有无积水坑道，用报警声或电动机偏心轮的振动反馈信息。报警声还可作应急呼叫，只需闭台开关s2即可。用频闪灯光和红白相间手杖提示来往车辆行人。
  (3)手杖自制，用2号电池手电筒作为手柄．内装电路板和9v层矗电滟。将红外发射管和接收管相距2 5mm，且发射管超前接收管lOmm。安装在原手电筒电珠的位置处，并用502瞬间强力粘合快干腔固定两管位置，使电筒头仍具有聚光和反射光的作用。这样可防止发射管对接收管的干扰．还可增大发射和反射的距离．探测较远处障碍物的位置。
 (4)再将原电筒开关改为电路板电源开关。报警扬声器选用超薄型的扬声器．安装固定在电筒后盖内，但事先应在后盖上打孔出利向外传声。频闪发光二极管固定在手杖棍上作指示，并从电路板的A、B处各引线军手杖下端两碳棒极上作为探水用。
    六反相集成电路cD4069主要参数：
    极限值：
    电源电压VDD：-0.5v～+18v；
    输入电压V1：-0.5V～VDD+0.5V；
    贮存媪度范围Ts：6 5℃～+150℃；
    焊接温度(10秒)TL:265C°
    推荐工作条件：
    电源电压vDD：+3v～+15v；
    输入电压Ⅵ：Vi：0～VDD。
    上作环境温度TA：
    M类；-55℃～+125℃；
    R类：-55℃～+85℃；
    E类：-40℃～+85℃。