红外循迹与避障原理

红外避障模块

模块原理图：

电路分析如下：

LM393电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高低表示两个输入电压的大小关系):
当+输入端电压高于-输入端时，电压比较器输出高电平；
当+输入端电压低于-输入端时，电压比较器输出低电平。

VR1是一个电位器，我们通过调整电位器VR1给 LM393电压比较器 的 1（-）脚提供一个阈值电压，这个电压值的大小可以根据实际情况来调试确定。而红外对管（发射管与接收管）（发光二极管与光敏三级管结合，构成光耦合器）。

发射管先发送红外信号，光敏三极管收到物体反射回来的红外光（信号）的时候，会产生电流，并且随着红外光的从弱变强，电流会从小变大。

1）当没有接收到红外光或者说红外光很弱的时候，光敏三极管截止，2（+）脚的电压就会接近 VCC，如果 2（+）脚比 1（-）脚的电压高的话，通过 LM393 比较器后，接收检测引脚D0输出一个高电平，使指示灯熄灭。

2）当收到的红外光较强的时候，光敏三级管会导通，随着光强变大，电流变大，2（+）脚的电压值等于 VCC-I*R(10k)，电压就会越来越小，当小到一定程度，比 1（-）脚的电压还小的时候，通过 LM393 比较器后，接收检测引脚就会变为低电平，使指示灯点亮。

总结：有障碍物–>低电平；无障碍物–>高电平。

有障碍物–>低电平–>左右电机反向转动，小车后退(不能直线后退，否则可能会陷入后退前进的死循环)；无障碍物–>高电平–>左右电机正向转动，小车前进。

发射管先发送红外信号，红外信号会随着传送距离的加大逐渐衰减，如果遇到障碍物，就会形成红外反射。当反射回来的信号比较弱时，接收检测引脚输出高电平，说明障碍物比较远；当反射回来的信号比较强，接收检测引脚输出低电平，说明障碍物比较近了。

红外循迹模块

模块原理图：

电路分析: 以第一路为例。主控板上的LM339电压比较器比较红外对管第一路中的两个引脚((IN1+)、(IN1-))电压输出电平OUT1。其中(IN1+)为探头输出的电压、(IN1- )为电位器调节的电压输入端。

VR1是一个电位器，我们通过调整主控板上的电位器VR1给 LM393电压比较器 的 （IN1-）脚提供一个阈值电压，这个电压值的大小可以根据实际情况来调试确定。当 (IN1-)电压>(IN1+)电压时，对应的 OUT1 输出的电平电压接近 0v，此时，主控板对应的 LED 灯会点亮；当(IN1-)电压<(IN1+)电压时，对应的OUT1 输出的电平电压接接近 5v,此时 ，主控板 对应的 LED 灯会熄灭。

1）当没有接收到红外光或者说红外光很弱的时候，D5光敏二极管截止，（IN1+）脚的电压就会接近 VCC，如果 5(IN1+)脚电压比4 (IN1-)脚电压高的话，通过 LM393 比较器后，主控板输出引脚OUT1输出一个高电平，使指示灯熄灭。

2）当收到的红外光较强的时候，光敏二级管会导通，随着光强变大，电流变大，5(IN1+)脚的电压就会等于 VCC-I*R5，电压就会越来越小，当小到一定程度，比 4(IN1-)脚的电压还小的时候，通过 LM393 比较器后，主控板输出引脚OUT1输出一个低电平，使指示灯点亮。

总结：黑色吸收红外光–>红外光弱–>输出高电平，白色反射红外光–>红外光强–>输出低电平

D1红外发射管不断发射红外线，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，D5红外接收管一直处于关断状态，此时模块的 TTL 输出端为高电平，相应指示二极管一直处于熄灭状态；当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，红外接收管导通，此时模块的 TTL 输出端为低电平，指示二极管被点亮。