基于TCRT5000红外传感器模块的设计报告(2020年整理).pptx
TCRT5000_红外反射式光电传感器_反射型光电开关_光电对管_寻迹小车专用
光电传感器选型要素有哪些？①结构类型：放大器分离型、放大器内藏型等②检测方式：对射型、回归反射型、扩散反射型等③工作电源：直流、交流、交直流通用（E3JK/E3JM，E3G系列）④检测距离：详见各产品样本资料⑤检测物体：外形、大小、颜色⑥控制输出：晶体管输出、继电器输出等⑦连接方式：导线引出型、接插件式⑧其它功能：延时功能、计数器功能等⑨附件：狭缝、反射板、安装配件等驱动方式由于自激蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就能使蜂鸣器发出声音，很简单，这里就不对自激蜂鸣器进行说明了。
这里只对必须用1/2duty 的方波信号进行驱动的他激蜂鸣器进行说明。
单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种：一种是PWM 输出口直接驱动，另一种是利用I/O 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。
PWM 输出口直接驱动是利用PWM 输出口本身可以输出一定的方波来直接驱动蜂鸣器。
在单片机的软件设置中有几个系统寄存器是用来设置PWM 口的输出的，可以设置占空比、周期等等，通过设置这些寄存器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之后，只要打开PWM 输出，PWM 输出口就能输出该频率的方波，这个时候利用这个波形就可以驱动蜂鸣器了。
比如频率为2000Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为500μs，这样只需要把PWM 的周期设置为500μs，占空比电平设置为250μs，就能产生一个频率为2000Hz 的方波，通过这个方波再利用三极管就可以去驱动这个蜂鸣器了。
而利用I/O 定时翻转电平来产生驱动波形的方式会比较麻烦一点，必须利用定时器来做定时，通过定时翻转电平产生符合蜂鸣器要求的频率的波形，这个波形就可以用来驱动蜂鸣器了。
比如为2500Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为400μs，这样只需要驱动蜂鸣器的I/O 口每200μs 翻转一次电平就可以产生一个频率为2500Hz，占空比为1/2duty 的方波，再通过三极管放大就可以驱动这个蜂鸣器了。
基于TCRT5000红外传感器模块的设计报告.doc
电子创新设计模块制作设计报告名称：基于TCRT5000的循迹模块学院：机电工程学院专业：应用电子技术班级：09应电（2）班设计者：林志坚指导老师：玉宁杨青勇2011年6月一、硬件设计及说明1、原理图设计如下：图一原理电路作用原理：采用5V供电，TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。
红外光电二极管发出红外光，当红外光反射回来被高灵敏度光电晶体管接收，则光电晶体管处于导通状态，输出高电平信号；当红外光没有反射回来，则光电晶体管处于高阻抗状态，输出低电平信号；输出信号经施密特电路整形，稳定可靠，且还有LED指示电路指示输出的状态，输出高电平时LED亮，低电平时灭。
2、PCB设计如下：图二PCB线路设计思路：板的大小为：10mmX40mm。
采用的是插件元件，降低了焊接难度，板的宽度只有10mm，这样使得该模块灵巧，在应用过程中更灵活。
二、主要元件介绍：1、TCRT5000：TCRT5000传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成。
红外光电二极管不断地反射出红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或反射回来但强度不够大时，光敏三级管一直处于关断状态，输出低电平；当发射出的红外线被反射回来时，光敏三级管处于关闭状态，输出高电平。
2、CD40106CD40106由六个斯密特触发器电路组成。
每个电路均为在两输入端具有斯密特触发器功能的反相器。
触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。
上升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。
三、测试过程：（1）外形尺寸：10mmX45mm；（2）工作电压：DC3V-5.5V；（3）检测距离：1mm-8mm适用，焦点距离为2.5mm;五、应用场合（1）电度表脉冲数据采样；（2）传真机碎纸机纸张检测；（3）障碍检测；（4）黑白线检测；六、注意事项：（1）使用时，光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行，这样光电传感器的转换效率最高；（2）光电传感器的前端面与反光板得距离保持在规定的范围内才能正常工作；（3）光电传感器长时间工作时红外接收管的最大工作电流不应超过250uA; （4）焊接改装传感器时，光电传感器的引脚根部与焊接点的最小距离不得小于5mm且焊接时间尽可能短，否则易损坏管芯或引起管芯性能的变化；七、总结经过这次模块的制作，我们学习了传感器和施密特触发器的知识及其相关应用，深入了解了TCRT5000红外传感器和CD40106的原理及应用，同时，在电路板的制作过程中，我们熟练了PCB的设计及制作电路板工艺。
(完整版)TCRT5000详细中文资料和问题示例
问题示例：tcrt5000红外光电传感器的工作原理是什么，怎样用它来循迹和避障？满意回答如图,R1一般200欧，R2一般10K，out接单片机,1为蓝色那个管，2为黑色那个管,Vcc为5V,，当有亮色的东西，比如白纸放在它前面（一般1Cm处)，out脚为低电平，当为暗色或没有东西在它前面时,out脚为高电平,这样，单片机就可以识别了，循迹循迹，循的就是这个亮与暗，你可以把小车走的路线上贴上黑胶布,再配上适当的程序，小车就会按黑胶布路线走了，电机驱动推荐用L298N,当然，也可以自己搭H桥，，,有一年的全国大学生电子设计就有个跷跷板智能小车，可以看一下，追问那请问TCRT5000 连接如图所示应该没问题吧，我按照这一电路连接，（在没经过施密特整形之前）可是out 输出端恒为高电平，用白纸遮挡完全没有效果，用黑纸遮挡会出现大概0.3V左右的微小下降。
经过施密特整形之后，施密特触发器完全不工作，这又是由于什么呢。
麻烦请帮帮忙，我学计算机的，但对模拟信号不太懂。
我现在做的这个东西感觉最大的问题是在电压变幅太小了，也不知道是哪里的问题。
求指点。
交个朋友，悬赏也可以增加。
回答Vcc为5v，红外管脚有正负之分，仔细观察蓝色管，里面小面积的边为图示的1脚,红外接收管这边也要注意！如果你确实是像如图所示连接的，那out端恒为高就没法解释了……20K的减小到10k或者8k、9k，，发射管这边电阻弄到150～250欧，不然烧掉了的话就麻烦了,上次我们做循迹的时候，一烧就是两个（通常循迹都是用至少两个)，倒不是担心钱，只是检查的时候非常难检查!TCRT5000详细中文资料TCRT5000(L)具有紧凑的结构发光灯和检测器安排在同一方向上,利用红外光谱反射对象存在另一个对象上，操作的波长大约是950毫米。
探测器由光电晶体三极管组成的.应用：转轴编码器的位置检测器.反光材料检测,如纸张，IBM公司卡，磁带等。
录像机里有限位开关的机械运动通用—无论在什么空间有限的地方。
器件——TCRT5000参数与实际设计应用
器件——TCRT5000参数与实际设计应⽤
TCRT5000是⼀种反射式光学传感器，它包括⼀个红外发射器和⼀个3.5mm引线封装的光电晶体管，可阻挡可见光。
还具有1mA 典型被测输出电流，2.5mm峰值⼯作距离，可应⽤传感与仪表，⼯业等⾏业。
我们知道，这是其实物图，但是我们要知道其原理，请看下⾯这张图
原理
我们知道，反射传感器包括了⼀个红外发射器和光电探测器，彼此相邻。
当⼀个物体位于传感路径中的发射器和探测器之间时，其会中断或打断发射器的光束，然后物体会反射发射器所发出的光束，使得探测器能够接收到，这样，探测器能够得到物体距离探测器的距离。
产品参数
距离参数
CTR：电流传输⽐，Iout/Iin
基本特性
电路图纸
⼯作原理描述：
在⼯作时，TCRT5000传感器的红外发射⼆极管不断发射红外线，当发射的红外线没有被反射回来或者反射回的强度不够⼤时，红外接收管⼀直处于关闭状态，此时5脚的电压低于6脚的电压，输出DO为⾼电平，LED1为熄灭状态；当红外反射强度⾜够且被物体阻挡被返回时，被接收器接收到时，5脚的电压⼤于6脚的电压，输出DO为低电平，LED1为点亮状态。
LED3灯常亮，是为了⽤于照明，减少外部光线的⼲扰，提⾼巡线准确度。
LED2作为电源指⽰灯，⽤来判断电源是否出现问题。
接线⽅式：
VCC:接电源
GND:接负极
DO:TTL开关信号输出，与其他器件I/O⼝连接
AO：模拟信号输出，通常情况下⽆需连接。
tcrt5000
TCRT5000的应用电路见如4所示。
当检测到绿色地面时，由于反射率不高，Ic1太小，三极管T2截止而输出高电平。
当检测到白色地面时，由于反射率较高，Ic1较大，三极管T2饱和而输出低电平，从而实现了白线的检测。
555构成了施密特触发器，用于去除反射性光耦产生的噪声和波形的整形。
根据设计任务，悬挂物体要沿着黑线运行，采用反射式光电传感器进行探测。
光电传感器的硬件设计如图4.3.4所示。
电压比较器L M393的同相输入Ⅴin拉低，输出为低电平。
当检测到黑线时，接收管截止，同相输入Ⅴin为高，比较器输出为高电平。
本系统中四个传感器的OUT分别连接P1.0～P1.3。
在图4中，可调电阻R3可以调节比较器的门限电压，经示波器观察，输出波形相当规则，可以直接够单片机查询使用。
而且经试验验证给此电路供电的电池的压降较小。
因此我们选择此电路作为我们的传感器检测与调理电路。
与输出端port连的电阻11K跪求寻迹小车c程序，用89c51单片机控制的用tcrt5000红外反射式光电传感器寻迹越详细越好！谢谢！浏览次数：931次悬赏分：50 |解决时间：2010-8-18 23:15 |提问者：雅欢欣雪问题补充：目前我是程序菜鸟希望给出程序和注解我用的是8个tcrt5000寻迹的最佳答案我用十三个对管，舵机控制转向，八个对管的话状态改下就行，给你参考下，不明白可以追问我，qq 181325995#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuint i,count;uchar pro; //*驱动电机调速*//uchar finish=0;//停车标志sbit le1=P1^0; //*左边传感器*//sbit le2=P1^1;sbit le3=P1^2;sbit le4=P1^3;sbit le5=P1^4;sbit le6=P1^5;sbit mid=P1^6;//*中间传感器*//sbit ri6=P1^7;sbit ri5=P2^3;sbit ri4=P2^4;sbit ri3=P2^5;sbit ri2=P2^6;sbit ri1=P2^7;//*右边传感器*//sbit ENA=P2^0; //驱动电机pwm//sbit moto1=P2^1; //电机控制//sbit moto2=P2^2;sbit PWM=P3^5; //舵机pwm//sbit bz=P3^7;//蔽障管init(){TMOD=0x11;//设定双定时器EA=1;TR0=1;TR1=1;TH0 = 0x0B1;//设定定时初始值，可去下载个定时器计算软件，TL0 = 0x0E0;TH1=(65536-100)/256;TL1=(65536-100)%256;ET0=1;ET1=1;ENA=1;}void delay(uint n)//延时函数{uchar a,b,c;for(c=1;c>0;c--)for(b=n;b>0;b--)for(a=2;a>0;a--);}void delay2(uint z){uchar a,b,c;for(a=2;a>0;a--)for(b=100;b>0;b--)for(c=z;c>0;c--);}void qctyp(void) //光电管全无状态时（脱离轨道），读取前次状态{le1=P1^0;le2=P1^1;le3=P1^2;le4=P1^3;le5=P1^4;le6=P1^5;mid=P1^6;ri6=P1^7;ri5=P2^3;ri4=P2^4;ri3=P2^5;ri2=P2^6;ri1=P2^7;}void hhig(uint y)//前进函数{pro=y;//变量y是改变小车速度这里范围是0--39moto1=1;moto2=0;}void back(uint z)//后退函数{pro=z;//改变z 可改变行驶速度moto1=0;}void dj(uint m) //舵机控制{PWM=1;delay(m); //改变m可改变舵机转向角度，PWM=0;}void check_stop()//检测终点线，我用十三个对管，八个管停车状态自己分析{uchar start_flag;if((le3&&le4)&&(!le1&&!le6)&&mid&&(ri3&&ri4)&&(!ri1&&!ri6))start_flag=1;else if((le2&&le3)&&!le5&&(le6&&mid)&&(ri3&&ri4)&&(ri1&&ri6))start_flag=1;else if((le2&&le3)&&le6&&(!le5&&!mid)&&(ri3&&ri4)&&(ri1&&ri6))start_flag=1;else if((le2&&le3)&&!le4&&(le5&&le6)&&!mid&&(ri5&&ri4)&&ri1)start_flag=1;else if((le2&&le3)&&(!le4&&!le6)&&le5&&!mid&&!ri4&&(ri1&&ri2))start_flag=1;else if(le2&&!le3&&(le4&&mid)&&(le5&&le6)&&(ri1&&ri2))start_flag=1;else if((le3&&le4)&&le6&&(ri6&&mid)&&(ri2&&ri3)&&!ri5)start_flag=1;else if((le5&&le4)&&(!le1&&!mid)&&ri6&&(ri2&&ri3)&&!ri5)start_flag=1;else if((le5&&le6)&&(!le1&&!le2)&&ri5&&ri2&&!ri4)start_flag=1;else if((le5&&le4)&&(!le1&&!le2)&&(!mid||!ri6)&&ri5&&(ri1&&ri2)&&!ri4) start_flag=1;else start_flag=0;if(start_flag){count++;delay2(50);if (count==1){P0=0xc0;}else if(count==2){P0=0xf9;}else if(count==3){finish=1;P0=0xa4;//加led显示只是为了方便调试，两圈之后停车}elsefinish=0;}if(finish){ENA=0;TR1=0;//关定时器1，驱动电机停转}}void xunji()//循迹函数，读取光电管状态{if(!le1&&!le2&&!le3&&!le4&&!le5&&!le6&&mid&&!ri6&&!ri5&&!ri4&&!ri3&&!ri2&&!ri1) {dj(109);hhig(39);}else if(le6&&mid&&!ri6&&!ri5&&!ri4&&!ri3&&!ri2&&!ri1){dj(114);hhig(35);}。
TCRT500(红外对管)
Reflective Optical Sensor with Transistor OutputDescriptionThe TCRT5000(L) has a compact construction wherethe emitting-light source and the detector are arrangedin the same direction to sense the presence of an ob-ject by using the reflective IR beam from the object.The operating wavelength is 950 mm. The detectorconsists of a phototransistor.ApplicationsD Position sensor for shaft encoderD Detection of reflective material such as paper,IBM cards, magnetic tapes etc.D Limit switch for mechanical motions in VCRD General purpose – wherever the space is limitedUnit V mA A mW °CUnit V V mA mW °CElectrical Characteristics Input (Emitter)ParameterForward voltageJunction capacitanceOutput (Detector)ParameterCollector emitter voltageEmitter collector voltageCollector dark currentSensorParameterCollector currentCollector emittersaturation voltage100.0 Figure 6. Collector Current vs. Forward Current=50mA0.20.40.60.81.01.2096 11766I – R e l a t i v e C o l l e c t o r C u r r e n tC r e l Figure 9. Relative Collector vs. DistanceTCRT5000(L)Vishay Semiconductors 6 (8)Rev. A4, 03–Jul–00Document Number 83760Dimensions of TCRT5000 in mm96 12073TCRT5000(L)Vishay Semiconductors7 (8)Document Number 83760Rev. A4, 03–Jul–00Dimensions of TCRT5000L in mm95 11267TCRT5000(L)Vishay Semiconductors 8 (8)Rev. A4, 03–Jul–00Document Number 83760Ozone Depleting Substances Policy StatementIt is the policy of Vishay Semiconductor GmbH to1.Meet all present and future national and international statutory requirements.2.Regularly and continuously improve the performance of our products, processes, distribution and operating systems with respect to their impact on the health and safety of our employees and the public, as well as their impact on the environment.It is particular concern to control or eliminate releases of those substances into the atmosphere which are known as ozone depleting substances (ODSs).The Montreal Protocol (1987) and its London Amendments (1990) intend to severely restrict the use of ODSs and forbid their use within the next ten years. Various national and international initiatives are pressing for an earlier ban on these substances.Vishay Semiconductor GmbH has been able to use its policy of continuous improvements to eliminate the use of ODSs listed in the following documents.1.Annex A, B and list of transitional substances of the Montreal Protocol and the London Amendments respectively2.Class I and II ozone depleting substances in the Clean Air Act Amendments of 1990 by the Environmental Protection Agency (EPA) in the USA3.Council Decision 88/540/EEC and 91/690/EEC Annex A, B and C (transitional substances) respectively.Vishay Semiconductor GmbH can certify that our semiconductors are not manufactured with ozone depleting substances and do not contain such substances.We reserve the right to make changes to improve technical design and may do so without further notice.Parameters can vary in different applications. All operating parameters must be validated for each customer application by the customer. Should the buyer use Vishay Semiconductors products for any unintended or unauthorized application, the buyer shall indemnify Vishay Semiconductors against all claims, costs, damages, and expenses, arising out of, directly or indirectly, any claim of personal damage, injury or death associated with such unintended or unauthorized use.Vishay Semiconductor GmbH, P .O.B. 3535, D-74025 Heilbronn, Germany Telephone: 49 (0)7131 67 2831, Fax number: 49 (0)7131 67 2423This datasheet has been download from: Datasheets for electronics components.。
创意智能垃圾分类机器人(红外传感器)
for(int i=0;i<5;i++) //将下一行代码循环执行5次，每次输出一个从引脚获取到的数据，一共5个引脚，所以循环5次
{
Serial.println(mytrack.value[i]); //将获取到的数据显示出来
}
Serial.println("END"); //输出 字符串"END"
• 检测原理：
① 对准黑线：当TCRT5000对准比赛地图的黑线时，其发射管发射出的红外线被黑线吸 收，而接收管接收到的红外线非常弱，那么接收管截止（电阻大），导致接收管1端的输 出电压变小；
② 偏离黑线：当TCRT5000偏离比赛地图的黑线时（对准白色区域），其发射管发射出 的红外线被反射，而接收管接收到的红外线变强，那么接收管导通（电阻小），导致接 收管1端的输出电压变大。
注意，不同的循迹模块，其 TCRT5000传感器的数值会有所不同。
红外传感器对准白色区域示意图
红外传感器对准白色区域的读数
（1）将循迹模块对准黑线，如左图
红外传感器对准黑线示意图
（2）如果循迹模块正常，将得到5个 TCRT5000传感器的数值如图右图。
注意，不同的循迹模块，其 TCRT5000传感器的数值会有所不同。
arduino UNO控制板与红外传感器连线表
导入库：
把右图中的5个库函数文件 夹复制到对应arduino目录 下的libraries目录下。
#include "Track.h" //导入库函数 Track mytrack(A5,A4,A3,A2,A1); //常规赛红外传感器与arduinoUNO接线
红外传感器对准白色区域的读数
TCRT5000红外光电传感器产品说明书.
3.注意事项(4
1.概述
TCRT5000光电传感器模块是基于TCRT5000红外光电传感器设计的一款红外反射式光电开关。传感器采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成,输出信号经施密特电路整形,稳定可靠。
应用场合:
¾电度表脉冲数据采样
¾传真机碎纸机纸张检测
¾障碍检测
警告
请勿在易燃气体环境中使用电子设备,以避免发生爆炸或火灾。
请勿在潮湿的环境中使用电子设备,以避免设备损坏。
发生故障时立即拔下所有线缆。
当您发现产品冒烟或发生异味时,请立刻拔下所有与其连接的线缆,切断电源,以避免燃烧。若在这种情况下还继续使用,可能会导致产品的进一步损坏,并使您受伤。
请与我们联系后,将产品寄回给我们维修。
T C R T5000光电传感器模块
产品说明书
V1.0 – 2009-01-10
本资料由北京百纳信达科技有限公司编写、版权所有
商标咨询ATMEL与A VR分别是ATMEL CORPORATION的注册商标和商标
百纳信达、、分别是北京百纳信达科技有限公司的商标与域名
¾黑白线检测
基本参数:
¾外形尺寸:长32mm~37 mm;宽7.5mm;厚5mm
¾工作电压: DC 3V~5.5V,推荐工作电压为5V
¾检测距离: 1mm~8mm适用,焦点距离为2.5mm
2.模块原理和应用
电路原理图:
图1 TCRT5000传感器模块电路原理图
传感器的红外发射二极管不断发射红外线,当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时,光敏三极管一直处于关断状态,此时模块的输出端为低电平,指示二极管一直处于熄灭状态;被检测物体出现在检测范围内时,红外线被反射回来且强度足够大,光敏三极管饱和,此时模块的输出端为高电平,指示二极管被点亮。
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二、主要元件介绍： 1、TCRT5000：
TCRT5000 传感器采用高射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组 成。红外光电二极管不断地反射出红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或 反射回来但强度不够大时，光敏三级管一直处于关断状态，输出低电平；当发射
学海无 涯
电子创新设计模块制作 设计报告
名称： 基于 TCRT5000 的循迹模块 学院： 机电工程学院 专业： 应用电 子技术 班级： 09 应电（2）班 设 计 者 ： 林 志坚 指导老师： 玉宁 杨青勇
2011 年 6 月
一、硬件设计及说明
1、原理图设计如下：
学海无 涯
图一 原理电路
作用原理：采用 5V 供电，TCRT5000 传感器采用高射功率红外光电二极管和高 灵敏度光电晶体管组成。红外光电二极管发出红外光，当红外光反射回来被高灵 敏度光电晶体管接收，则光电晶体管处于导通状态，输出高电平信号；当红外光 没有反射回来，则光电晶体管处于高阻抗状态，输出低电平信号；输出信号经施 密特电路整形，稳定可靠，且还有 LED 指示电路指示输出的状态，输出高电平 时 LED 亮，低电平时灭。 2、PCB 设计如下：
环境 光 滑 桌
面
距桌面距离 9mm 8mm 5mm 1mm
LED 状态 灭 亮 亮 亮
8mm
灭
布有黑线的桌面
5mm
灭
1mm
灭
四、基本参数
1 外形尺寸：10mmX45mm； 2 工作电压：DC3V-5.5V； 3 检测距离：1mm-8mm 适用，2 传真机碎纸机纸张检测； 3 障碍检测； 4 黑白线检测；
六、注意事项：
1使用时，光电传感器的前端面与被检测的工件或物体表面必须保持平行， 这 样光电传感器的转换效率最高；
2 光电传感器的前端面与反光板得距离保持在规定的范围内才能正常工作； 3 光电传感器长时间工作时红外接收管的最大工作电流不应超过 250uA; 4 焊接改装传感器时，光电传感器的引脚根部与焊接点的最小距离不得小于 5mm 且焊接时间尽可能短，否则易损坏管芯或引起管芯性能的变化；
七、总结
经过这次模块的制作，我们学习了传感器和施密特触发器的知识及其相关 应用，深入了解了 TCRT5000 红外传感器和 CD40106 的原理及应用，同时，在 电路板的制作过程中，我们熟练了 PCB 的设计及制作电路板工艺。
学海无涯
出的红外线被反射回来时，光敏三级管处于关闭状态，输出高电平。
2、CD40106
CD40106 由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯 密 特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。上 升电压(V T+)和下降电压(V T-)之差定义为滞后电压。
三、测试过程：