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倒车停车传感器电路

如果你是新手司机，在停车时很难判断距离。倒车停车传感器电路通过三个LED指示灯来显示距离，从而解决了这个问题。我们可以很容易地将该系统安装在汽车后方。该系统由12V可充电电池供电。本文将解释如何设计倒车停车传感器。我们也可以将同样的概念应用于红外水位检测器电路。

当通过LED组（D5到D7）来了解汽车与障碍物之间的距离时，如果汽车与障碍物之间的距离为 25cm，则D7会点亮；当距离为 20cm 时，D7和D6 LED点亮；当距离为 5cm 时，所有LED（D5、D6、D7）都会点亮。当距离大于25cm时，所有LED将熄灭。

1. 倒车停车传感器电路原理​

停车传感器电路主要由两个部分组成：发射器部分和接收器部分。发射器部分使用 NE555 定时器IC 作为无稳态多谐振荡器，用于驱动红外发射器。发射器的工作频率设定为 120Hz。

红外发射器发出的脉冲由于遇到障碍物会被反射回来，并由红外接收器接收。

接收到的信号由 U2:A 放大器放大。峰值检测器（R4和C4）的输出电压与汽车保险杠和障碍物之间的距离成正比。峰值检测器的输出电压会传递到三个比较器 U2:B、U2:C 和 U2:D 的输入端。这些比较器会根据输入电压和参考电压来控制状态LED的开关状态。

2. 倒车停车传感器电路图​

倒车停车传感器的电路图如下。

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3. 电路元件​

发射器​

  • NE555定时器
  • 红外发射器
  • 电解电容 – 1uF，16V
  • 电阻 – 10kΩ、1kΩ、330Ω

接收器​

  • LM324 IC（低功耗四运算放大器）

  • 红外接收器

  • 1N4148二极管 – 2个

  • 电解电容 – 100uF（2个）、10uF、47pF、1uF

  • LED – 3个（5mm）

  • 1kΩ电阻 – 7个

  • 1MΩ电阻 – 2个

  • 4.7kΩ、1.5kΩ电阻

  • 12V直流电池

  • 连接导线

4. 倒车停车传感器电路设计​

在发射器部分，555定时器工作在无稳态模式，产生 120Hz 的信号。555定时器的第4脚连接到电源，以避免意外复位。输出脉冲从555定时器的第3脚产生。这里的电阻R1、R2和电容C1用于设置555定时器的输出频率。

红外接收器接收到的信号由运算放大器 U2:A 放大。R4和C4组成峰值检测器，用于检测放大信号的峰值。

5. 运算放大器作为比较器​

运算放大器有两个输入端（同相输入和反相输入）以及一个输出端。当同相输入电压大于反相输入电压时，运算放大器的输出为高电平：

Vout=VhighifV+>V−V_{out} = V_{high} \quad \text{if} \quad V_{+} > V_{-}

当反相输入电压大于同相输入电压时，输出为低电平：

Vout=VlowifV−>V+V_{out} = V_{low} \quad \text{if} \quad V_{-} > V_{+}

在上述电路中，比较器同相输入端的电压作为参考电压，反相输入端的电压与参考电压进行比较以产生输出。

其中，电阻 R8 到 R11 用于在比较器的同相输入端设置不同的参考电压。

电阻 R12、R13 和 R14 用于保护LED，防止高电压损坏。

6. 如何操作倒车停车传感器电路​

  1. 按照电路图进行接线。

  2. 安排发射器和接收器的位置，使得当障碍物存在时红外接收器能接收到红外信号。

  3. 打开电源，将障碍物放置在 25cm以外，此时没有任何LED会点亮。

  4. 将障碍物距离缩短到 25cm，D7 LED会点亮。

  5. 将障碍物距离缩短到 20cm以内，D7和D6 LED会点亮。

  6. 将障碍物距离缩短到 5cm，所有LED都会点亮。

7. 倒车停车传感器电路应用​

  • 本电路可应用于汽车中，帮助安全停车。

  • 可用于测量距离。

  • 通过少量修改，该电路也可以用作红外液位检测器。

8. 电路的局限性​

  • 红外接收器可能会接收到普通光，从而导致停车传感器无法正常工作。
  • 必须准确安装红外传感器，否则可能无法正确检测障碍物。