一种光电测距可搭建设计组件的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子教学设备领域，特别是涉及一种光电测距可搭建设计组件。
【背景技术】
[0002]利用线阵CXD的感光原理以及光的反射原理可以实现近距离的光电测距。光电测距由于可以实现无接触测量和精确测量，被广泛地应用在各行各业。因此在教学中光电测距实验室非常重要的实验，而现有教学设备中缺少一种方便学生理解和掌握利用线阵CCD来进行光电测距原理的试验设备。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种方便学生掌握和操控的光电测距实验组件。
[0004]本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是提供一种光电测距可搭建设计组件，包括开关电源、单片机程序下载模块、液晶显示电路、信号采集处理电路、传感器模块和被测物体；
[0005]所述开关电源的输入电压为220V交流电，其输出电压为+5V和+12V直流电，所述开关电源分别供电于所述单片机程序下载模块、液晶显示电路、信号采集处理电路和传感器模块；
[0006]所述传感器模块包括红外传感器，该红外传感器为Sharp公司生产的型号为GP2D12的红外传感器，红外传感器GP2D12发射的红外线照射在所述被测物体上，红外传感器接收经被测物体反射回来的红外线；
[0007]所述传感器模块的信号输出端连接至所述信号采集处理电路；所述信号采集处理电路的输出端连接至所述单片机程序下载模块，所述单片机程序下载模块控制连接所述液晶显不电路；
[0008]根据本实用新型的一个优选实例，本试验组件上设置有导轨，所述GP2D12红外传感器固定在所述导轨一端，所述被测物体为一个固定在支架上的白屏，支架固定在滑块上，所述滑块可滑动连接在所述导轨上。所述被测物体与所述传感器模块中的传感器之间的可测距离范围为10-80厘米
[0009]根据本实用新型的一个优选实例，所述液晶显示电路中的液晶显示屏为1602液晶；所述单片机程序下载模块的单片机为STC89C52 ;所述信号采集处理电路的A/D转换芯片为TLC1549CP ;所述信号采集处理电路的电源输入前端连接有一个稳压电路为A/D转换芯片TLC1549CP提供稳定的基准比较电压。
[0010]本实用新型具有的优点和积极效果是:搭建式的平台能加强学生的动手能力，使学生能深刻地理解光电测距、线阵CCD测距的基本原理和实现方法，可编程的单片机程序下载模块方便学生自己编写将测试距离实时显示在液晶屏上，本实验组件在光电测距实验中融汇进液晶显示实验，能够加强学生综合运用各种知识的能力。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型的原理框图；
[0012]图2-1至图2-3是本实用新型中单片机程序下载模块和液晶显示电路的电路图；
[0013]图3是本实用新型中信号采集处理电路的电路图；
[0014]图4是红外传感器的三角测量原理图。
[0015]图中:1、开关电源；2、单片机程序下载模块；3、液晶显示电路；4、信号采集处理电路；5、传感器模块；6、被测物体。
【具体实施方式】
[0016]为了进一步了解本实用新型的【实用新型内容】、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0017]请参阅图1，本实用新型的技术方案是提供一种光电测距可搭建设计组件，包括开关电源1、单片机程序下载模块2、液晶显示电路3、信号采集处理电路4、传感器模块5和被测物体6 ；
[0018]开关电源I的输入电压为220V交流电，其输出电压为+5V和+12V直流电，开关电源I分别供电于单片机程序下载模块2、液晶显示电路3、信号采集处理电路4和传感器模块5 ;
[0019]传感器模块5包括红外传感器，该红外传感器为Sharp公司生产的型号为GP2D12的红外传感器，发射的红外线照射在被测物体6上，红外传感器接收经被测物体6反射回来的红外线；
[0020]传感器模块5中的信号输出端连接至信号采集处理电路4 ;信号采集处理电路4的输出端连接至单片机程序下载模块2，单片机程序下载模块2控制连接液晶显示电路3 ;
[0021]如图3所示为信号采集处理电路4，JPl为红外传感器GP2D12，距离传感器、R8和C4组成信号采集处理单元，U3为A/D转换芯片TLC1549CP，U4为AD1585ART, U5为TCM838 ；将处理后的信号接入U3的2脚；U4和U5及其外围电路的连接产生一个稳定的5V电压，为A/D转换芯片U3提供稳定的基准比较电压；U3的5、6、7引脚分别和单片机的23脚、22脚、21脚相连实现了将数字量送入单片机的功能。+5V接C15的一端、D3的正极、JPl的I脚、U3的8脚、U5的2脚;U1的23脚接U3的7脚;U1的21脚接U3的5脚;U1的22脚接U3的6脚；GND接C14的一端、C15的另一端、C16的一端、C17的一端、C18的一端、JPl的2脚、U3的3脚、U3的4脚U4的2脚、U5的4脚；C14的另一端接R8的一端、U3的2脚；C16的另一端接U3的I脚、U4的I脚；C17的另一端接C18的另一端、D4的负极、U4的3脚；C19的一端接C20的一端、U5的5脚；C19的另一端接U5的3脚；C20的另一端接D3的负极、D4的正极JPl的3脚接R8的另一端。
[0022]如图2-1至图2-3所示为单片机程序下载模块2和液晶显示电路3，这两个电路主要完成单片机程序的烧录工作，同时将驱动1602液晶屏显示实验数据。其中Ul为单片机STC89C52、U2为电平转换芯片MAX202，S1、R1、R3和Cl组成单片机按键复位电路；DB15、U1、U2及其外围电路共同实现单片机程序烧录功能；将USB转串口线一端与电脑连接，另一端与该电路中DB15插件连接好，打开软件即可实现程序的烧录工作；单片机PO 口、JP2和KPl共同组成液晶显示单元。+5V接Cl的一端、C5的一端、C6 —端、C9 一端、JP2的2脚、JP2的15脚、KPl的I脚、R2的一端、SI的一端、Ul的40脚、U2的16脚、W3的一个固定端；GND接C2的一端、C3的一端、C4的一端、C5的另一端、C9的另一端、DB15的5脚、JP2的I脚、JP2的16脚、R3的一端、Ul的20脚、U2的15脚、W3的另一个固定端；C4的另一端接U2的6脚；C6的另一端接U2的2脚；C7的一端接U2的I脚；C7的另一端接U2的3脚；C8的一端接U2的4脚；C8的另一端U2的5脚；DB15的2脚接U2的14脚；DB15的3脚接U2的13脚JP2的3脚接W3的可调端JP2的4脚接Ul的24脚JP2的5脚接Ul的25脚JP2的6脚接Ul的26脚JP2的7脚接KPl的2脚、Ul的39脚JP2的8脚接KPl的3脚、Ul的38脚JP2的9脚接KPl的4脚、Ul的37脚JP2的10脚接KPl的5脚、Ul的36脚JP2的11脚接KPl的6脚、Ul的35脚JP2的12脚接KPl的7脚、Ul的34脚;JP2的13脚接KPl的8脚、Ul的33脚JP2的14脚接KPl的9脚、Ul的32脚;R1的一端接SI的另一端；R2的另一端接Ul的31脚；U1的10脚接U2的12脚；U1的11脚接U2的11脚；C1的一另端接Rl的另一端、R3的另一端、Ul的9脚；C3的另一端接Ul的19脚、Yl的一端；C2的另一端接Ul的18脚、Yl的另一端。
[0023]如图4所示为GP2D12红外传感器所依据的三角测量原理，红外发射器按照一定的角度a发射红外光束，当遇到物体后反射回来的红外光线被CCD检测器检测到以后，会获得一个偏移值L，利用三角关系，在知道了发射角度a，偏移距L，中心矩X，以及滤镜的焦距f以后，传感器到物体距离D就可以通过几何关系计算出来。
[0024]试验组件上设置有导轨，所述GP2D12红外传感器固定在所述导轨一端，所述被测物体6为一个固定在支架上的白屏，支架固定在滑块上，所述滑块可滑动连接在所述导轨上。所述被测物体6与所述传感器模块5中的传感器的距离为可测距离，该距离的范围为10-80厘米。
[0025]本实用新型的工作过程是:1.按照电路原理图搭接好电路；2.将红外传感器GP2D12固定在导轨的一端，将被测白屏的支架固定在滑块上；3.开启开关电源，将编写好的单片机程序烧录进单片机，驱动液晶显示屏1602的显示；4.将被测的白屏与GP2D12的距离调整到可测距离10厘米到80厘米之间，观察移动白屏的时候，液晶显示屏上显示的测量距离的变化。
[0026]以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种光电测距可搭建设计组件，其特征在于:包括开关电源(I)、单片机程序下载模块(2)、液晶显示电路(3)、信号采集处理电路(4)、传感器模块(5)和被测物体(6)， 所述开关电源(I)分别供电于所述单片机程序下载模块(2)、液晶显示电路(3)、信号采集处理电路(4)和传感器模块(5); 所述传感器模块(5)包括红外传感器，红外传感器发射的红外线照射在所述被测物体(6)上，红外传感器接收经被测物体(6)反射回来的红外线； 所述传感器模块(5)的信号输出端连接至所述信号采集处理电路(4);所述信号采集处理电路(4)的输出端连接至所述单片机程序下载模块(2)，所述单片机程序下载模块(2)控制连接所述液晶显示电路(3)。2.根据权利要求1所述的一种光电测距可搭建设计组件，其特征在于:所述开关电源(I)的输入电压为220V交流电，其输出电压为+5V和+12V直流电。3.根据权利要求1所述的一种光电测距可搭建设计组件，其特征在于:还包括导轨，所述红外传感器固定在所述导轨一端，所述被测物体(6)可滑动于所述导轨上。4.根据权利要求3所述的一种光电测距可搭建设计组件，其特征在于:所述被测物体(6)为一个固定在支架上的白屏，所述支架固定在滑块上，所述滑块滑动连接在所述导轨上。5.根据权利要求1所述的一种光电测距可搭建设计组件，其特征在于:所述被测物体(6)与所述传感器模块(5)中的红外传感器之间的可测距离范围为10-80厘米。6.根据权利要求1所述的一种光电测距可搭建设计组件，其特征在于:所述信号采集处理电路(4)的电源输入前端连接有一个稳压电路。
【专利摘要】本实用新型提供一种光电测距可搭建设计组件，包括开关电源、单片机程序下载模块、液晶显示电路、信号采集处理电路、传感器模块和被测物体，开关电源给仪器内各个电路供电；传感器模块包括红外传感器，红外传感器发射的红外线照射在被测物体上，红外传感器接收经被测物体反射回来的红外线；传感器模块的信号输出端连接至信号采集处理电路；信号采集处理电路的输出端连接至单片机程序下载模块，单片机程序下载模块控制连接液晶显示电路，本实用新型搭建式的平台能加强学生的动手能力，使学生能深刻地理解光电测距的基本原理和实现方法，本实验组件在光电测距实验中融汇进液晶显示实验，能够加强学生综合运用各种知识的能力。
【IPC分类】G01S17/48, G09B23/18
【公开号】CN204808690
【申请号】CN201520423979
【发明人】姜春秀, 焦铮, 赵双印, 刘长蕊
【申请人】天津梦祥原科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月18日