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）
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   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。
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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。

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   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）
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   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。

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   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。
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   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！！）。

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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!

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?

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