巡线传感器

7路红外对管传感器，旨在进行社团培训，引导同学了解电子设计的常用步骤，了解电压比较器，晶体管相关知识，掌握利用EDA进行电子设计制作的能力，掌握自主查询资料，进行电路分析的能力，学习了解4层电路板的设计制作。

电路原理图：（只截取小部分用于讲解，其余参看原理图页面）

选型介绍：LM339是单通道但含4个独立的电压比较器的IC，较LM324更不敏感，同时­能直接输出VDD或者VSS因此更好应用于数字逻辑门，逻辑开关等领域，同时不需要考虑运放的更多特性，适合浅入地学习运放的电压比较器应用，简单的电路原理制作合适的模块用于准备校内兴趣智能车赛，符合激励学习方法与正常的成长路线。

ITR9909：红外对管，由红外发射管（发光二级管）和红外采集管（NPN光电晶体管组成）原理较为简单，能引导进行模数转化概念学习，学习光传感器检测原理，

电路原理：

就比较器A来说：

ITR9909是红外对射管，左边发送红外光，右边的是NPN光电晶体管

左边的红外发射管发射红外线，如果地上有黑色胶带会吸收红外线导致晶体管接收光小，此时右边的NPN光电机体管通过电流小能基本保证INA+有较高的电压，接近+3.3V，

LM 339一个四路的运放，这里让它充当电压比较器，就A运放的部分，INA+连接了一个总阻值10KΩ的电位器，调节定位器能更改INA+的参考电压，实现控制灵敏度。

上电后ITR9909持续发射红外光，一般在正常的控制情况下,红外对管会处在黑线的两侧，地上是没有黑色胶带，所以它发射的红外光有一部分能够被NPN光电晶体管接收。此时NPN光电晶体管能够通过较大的电流，INA+电压拉低，经过LM339里面的电压比较器比较得出，因为INA-所以OUTA输出高电平，会对排针部分输出高电平GND信号，同时LED压差不足以点亮贴片led，等于默认状态（有光线接收）下是关闭灯状态。

若ITR9909接触到了黑色胶带，它发出的红外光不能有效反射到光电晶体管，导致光电晶体管可通过的电流较小，此时INA-会有较大的电压,经过比较器发现INA-大于INA+（通过电位器能调节INA+两端的电压，灵敏度调节过程中就把INA+的电压小于3.3V了），此时输出低电平信号，排针部分输低电平VCC信号，同时LED两侧压差较大，点亮贴片led，端口输出低电平。

通过这个过程原理实现了巡线的检测及向人的视觉传达和向接口的IO输出。

实验现象：（此处32仅作3v3供电）

焊接成品并适当调节电位器后，若对管能接收到反射光线，（即非黑线区域）对应通道LED不亮，对应排针接口输出高电平（Vcc端口3.3V接入情况下，信号端口与GND压差实测约3.1V)。

若无法接收到反射光线（黑线区域）对应通道LED亮起，排针接口输出低电平。

1：无法有效反射，led点亮

有效反射，led熄灭

调试步骤：

多次调节电位器可实现对阈值反射光强对应的端口电压的精确反应。

成本报告：

默认淘宝渠道，其余另外说明，以8人小组形式组织：

10K电位器:3.36/5个，包邮

1tr9909红外对管：0.64/个 快递1元

10KΩ电阻：0.8/50个 快递2元

100Ω同上：

1KΩ同上：

0.1uF电容：2/200个 快递2元

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LM339 电压比较器 原装0.78/个 快递0.5 

1*10Pin254母座：1.98/10排 包邮

以8人小组计算，人手一块作品，平坦成本 ={12*3.36+0.64*56+(1.6+2)+(1.6+2)+(1.6+2)+(2+2)+(3*0.5+2)+(0.78*16+0.5)+1.98}=109.42/8=13.7元，符合同学们兴趣学习合理支出范围。

参考文档：亿光ITR9909技术手册，LM339技术手册，LM324技术手册

网络上现有的传感器提供的构型设计，

手把手带您零基础制作灰度传感器（完结）_哔哩哔哩_bilibili荣样电子提供的方向思路

LM339 工作原理+LM339 功能+LM339引脚图及功能说明，带你搞懂LM339 - 知乎 (zhihu.com)

LM339芯片的工作原理和引脚图参考_lm339引脚图及功能-CSDN博客

欢迎在评论区交流讨论，技术力不太行，可能在电路分析，组件选型，PCBlayout等等方面均出现问题，望各位不吝赐教。