黑线检测

今年的电子设计大赛的F题是小车走跷跷板，为防止小车从板上掉下我们在板周围贴上黑色胶布，用红外对管检测小车是否走到边缘压上黑线。

黑线检测电路一：使用红外对管TCRT5000和电压比较器LM393 
LM393 为双电压比较器，LM393 系列由两个偏移电压指标低达 2.0 的独立精密电压比较器构成。

各引脚功能：

8 脚电源＋，4 脚电源－，1 脚比较器 A 输出，2脚比较器 A 反相输入，3 脚比较器 A 同向输入，5 脚比较器 B 同向输入，6 脚比较器 B 反相输入，7 脚比较器B输出。

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黑线检测电路二：使用红外对管ST178和电压比较器LM324

注：R4 330欧姆  ，LM393换为LM324

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方案比较：
    方案一使用的TCRT50000比较垃圾，我们调试了一天结果都不理想，探测距离太短在距地面远一点的地方就接受不到红外反射，所以总把白色的板子识别为黑线。我们用万用表测试发现有效距离只有1cm，原因应该是TCRT50000发射和接收红外的能力太弱。方案二使用的ST178的效果要好得多，文档说检测距离为4～10cm，我们实际使用距离是3～4cm，检测很准确。
    方案一使用的电压比较器LM393在不带负载的情况下比方案二的LM324要好，用万用表测发现检测黑线输出的高电平接近电源Vcc，比LM324高了0.5v以上，检测白色输出的低电平又很低，比LM324低了0.3v以上，应该说是接近理想情况了。可惜的是承受负载的能力太弱，挂到单片机的IO口上效果不好。我们最早试用带下拉电阻的输入，发现输出高电平有4V多，接单片机后拉到了1.9V以下，所以单片机容易判断为低电平，把黑线当白板。相反LM324空载时没LM393理想，但承受负载的能力强，高电平挂到单片机上没降多少，还有3V以上。我做了一个实验测试了SPCE061A发现下拉电阻时电压在小于1V时100%的概率判断为低电平，大于1.9V时100%的概率判断为高电平，1~1.9V之间就是随机事件了。LM324的另一个优点是片内集成4路比较器，LM393只有2路，我们需要5个传感器，5路比较，用LM324更方便。
   
   最终我们选择了方案二，ST178和LM324的组合，并且为了防止电池耗电过多后高电平不够高，将SPCE061A的输入改为悬浮输入，不至于把输入电压拉的过低。