智能车制作

标题: 10mw 20mw 50mw 大功率激光分时发射驱动电路(试验效果不错) [打印本页]

作者: 异趣    时间: 2012-4-13 21:13
标题: 10mw 20mw 50mw 大功率激光分时发射驱动电路(试验效果不错)
本帖最后由 异趣 于 2012-4-13 21:13 编辑

      经过一段时间的试验,我们设计了一个10mw 20mw 50mw 大功率激光分时发射驱动电路(仅供参考)
[attach]22788[/attach]

     本电路充分考虑了,第七届智能车光电组智能车循迹的特点,赛道是双线的,如果采取一排传感器,很明显传感器要做的非常大,非常宽,这给参赛选手带来难度,特别是当有激光头衰减时,要更换非常麻烦,要重新做一套传感器更是浪费宝贵的时间。
     为此,我们考虑到做小个的传感器,一部车采取双排,一排检测一边的黑线;另外又考虑到,应该选择多少激光发射管的问题?三个激光发射管明显不够,五个激光发射管勉强够,九个激光发射管有点多了,十一个激光发射管就多了,另外考虑到驱动电路和引线的问题,经过多方考虑,我们采用了七个激光发射管,既满足检测要求,又简化驱动电路设计。
     [attach]22795[/attach]

    关于驱动电路设计,我们也尝试过各种驱动电路,采用三极管的,反向器的,采用573锁存器的,这些都被我们否定掉了,主要是因为采取三极管的电路特别繁琐,采取反向器的,大功率激光驱动电流不够,当然两路反向器并联是可以的,采取573锁存器,大功率激光驱动电流不够,并联两路输出的话,也是够电流的,若并联,一个锁存器才驱动4个发射管,并且锁存器的体积也非常大,传感器板子的布局就会偏大,另外,无论采取反向器还是锁存器,最大的缺点就是引线多,几乎一个激光发射管就需要一条控制线。整套传感器基本要近20条线,这给控制板焊接带来难度,并且容易出问题,检修也很麻烦。

    [attach]22787[/attach]
     为此,经过试验,发现ULN2003 + 74HC238的驱动电路,该电路可以控制驱动7个激光发射管,与本方案设计的七个激光发射管刚刚吻合,通过译码器74HC238(选芯片74HC238的原因是,74HC238输出高有效,而ULN2003是属于灌电流的IC,也就是我们把它当作是输出低有效,所以控制ULN2003的信号,必须是高有效才行,这点请参考ULN2003的特性。),可以简化控制线,所以最终本传感器,只有三根控制线,另外加三根接收管信号线,和两根电源线,所以本传感器总的是8根线,有效检测信号个数为7个。(有人问,为什么三个接收管,可以得到7个有效检测信号,这个就是分时发射的核心问题了。往下有说明
[attach]22789[/attach]

     本店驱动电路原理:本传感器,通过输入三根控制线,控制译码器的输出端,译码器的输出端控制ULN2003芯片,ULN2003的输出端控制激光发射管,调制信号是接到译码器的使能端,调制管的脉冲高电平,译码器使能导通,调制管的脉冲低电平,译码器输出关闭,所以译码器所输出的信号频率是和调制管频率对应的,当然ULN2003的输出信号频率也是和调制管对应的,所以激光发射管输出信号就是经过调制的信号,达到驱动的目的。

    [attach]22790[/attach]
     本传感器工作过程:控制线IN1,IN2,IN3输入不同的电平组合,将分别有不同的激光发射管发光,这个结合译码器的原理,不难理解,对应不同的激光发射管发射激光,设定读取对应的激光接收管的信号,就得到该激光发射管的信号。在不同时刻接收管接收到不同发射管对应的信号,这就是激光分时发射接收的原理。
   [attach]22791[/attach]   
      关于激光发射管发射功率的问题,因为本传感器是采取ULN2003驱动的,ULN2003的最大电流可达500MA,试问50MW的激光发射管电流也没有达到500ma吧,所以本传感器完全满足驱动50MW以下的激光发射管。
     关于激光衰减的问题:考虑到激光发射管的驱动电流是经过调制的,也就是驱动信号是一个脉冲信号,对激光发射管的发光芯片损伤比较大,也就常说的衰减。。。主要原因是脉冲波的尖端不断的冲击激光发射管,并且在脉冲高电平的瞬间,激光发射管两端的电压是远远大于激光发射管额定电压的,就算串联电阻,也是一样的,所以容易造成激光发射管因导通的“瞬间电压”超过额定电压而损坏,也就容易衰减。解决该问题的办法,是降低或者说是消除脉冲尖端电压(也称瞬间电压),本传感器在这方面是做过处理的,经过测试,能够有效的保证“瞬间电压”近似激光发射管的额定电压,有效的保护激光发射管的寿命,防止衰减,该电路设计个人觉得非常有必要(20mw的激光价格可不低啊,衰减了一个心里疼啊!!)。

[attach]22792[/attach]
    关于以上所说的大功率激光分时驱动电路,经过测试效果不错,当然关于智能车设计,本人绝对建议各位参赛选手自行设计,以上给出的仅仅是一个参考电路;以上说了这么多,纯属个人观点,当然不保证所说的完全对,若有错误之处恳请指正!





作者: 哈尔滨赖子    时间: 2012-4-13 21:26
接受管画反了。。。。还有你透镜在哪买的???
作者: 哈尔滨赖子    时间: 2012-4-13 21:34
还有,你处理冲击电压的电路就是那几个电容???这样把透镜固定了好调接收吗?
作者: 异趣    时间: 2012-4-13 21:40
这个是样品,接收管是画反的,现在改版了了。透镜在http://yqdzc.taobao.com/有,哈哈。
作者: 异趣    时间: 2012-4-13 21:40
处理冲击的,不是电容,是电阻。
作者: youmin90s    时间: 2012-4-13 23:17
R3R4是处理冲击的吗?每个激光都并联一个电阻来处理冲击?
作者: saleman    时间: 2012-4-13 23:44
透镜是亮点。。。
作者: YOON    时间: 2012-4-14 00:31
这个“高富帅”传感器不错,呵呵。
作者: xdongs    时间: 2012-4-14 08:55
看起来非常不错   不过这个透镜安装上去就固定了   照明调节呢??
作者: OPQ_XYQ    时间: 2012-4-14 18:48
胖富美
作者: 2012之航    时间: 2012-4-16 00:24
不错,这个设计挺好的。。
作者: 活在九零后    时间: 2012-4-16 09:32
试试看
作者: henrys    时间: 2012-4-16 09:48
楼主说了这么多...效果在哪里?有视频否...
作者: 异趣    时间: 2012-4-16 15:57
视频快整出来了,现在在试摇头效果。
作者: 异趣    时间: 2012-4-16 16:01
新板的接收管管教修改过来了,现在正在测试新板控制程序和传感器的稳定性!!
作者: newonce    时间: 2012-4-16 17:06
期待楼主视频的出现~
作者: 学做飞思卡尔    时间: 2012-4-28 11:40
异趣 发表于 2012-4-16 16:01
新板的接收管管教修改过来了,现在正在测试新板控制程序和传感器的稳定性!!

我在淘宝上看过那块板子,对了那个译码器,具体到底是用74HC138,74HC238还是74LS138啊?而且对于不同功率的激光管,它的效果怎样啊,首先它给我的感觉只是在透镱对焦的时候方便一点,至于其它我到是没看出来,因为不知道具体效果怎样,又没有测试视频可供参考。求解!
作者: m1181324794t    时间: 2012-4-28 18:22
先看看!
作者: buyu2011    时间: 2012-4-30 08:46
宝贵意见!!!!lz好人!!!!

作者: m1181324794t    时间: 2012-4-30 09:43
有视频有真相
作者: naruto7    时间: 2012-5-25 19:55
异趣 发表于 2012-4-16 16:01
新板的接收管管教修改过来了,现在正在测试新板控制程序和传感器的稳定性!!

LZ啊,买了你们的激光管,一套的,焊好后发现只有一个激光管比较亮,其他都很暗,焊接时都是洗手+断电的,请问这是什么原因啊?

作者: 陈胜利    时间: 2012-6-7 14:49
求真相
作者: lc125253647    时间: 2012-7-2 09:41
我们也是参照这个 图来做的  现在除了点问题 就是 我们给了调试波后 激光头不亮 是怎么回事啊 ? 我们的达林顿用的是 ULN2003A ???
作者: 充实生活    时间: 2012-7-8 16:25
很好啊

作者: 地球屋主人    时间: 2013-4-30 20:29
楼主给力啊!:D
作者: 地球屋主人    时间: 2013-4-30 22:02
用来驱动5mv的激光管会烧坏吗?




欢迎光临 智能车制作 (http://111.231.132.190/) Powered by Discuz! X3.2