光電傳感器的類型

　　光電傳感器工作原理(紅外光電傳感器原理)

　　光電傳感器是通過(guò)將光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)來(lái)控制的。

　　一般情況下，光電傳感器由發(fā)送器、接收器和檢查電路三部分組成。

　　發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射光束一般來(lái)自半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管和紅外發(fā)射二極管。光束連續(xù)發(fā)射或改變脈沖寬度。接收器由光電二極管、光電三極管和光電池組成。在接收器前面，配備了鏡片和光圈等光電器件。后面是檢查電路，可以過(guò)濾有效信號(hào)并應(yīng)用信號(hào)。

　　此外，發(fā)射板和光導(dǎo)纖維也包含在光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中。

　　三角形反射板是一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的發(fā)射裝置。它由一種非常小的三角形錐體反射材料組成，可以使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。它可以改變與光軸0到25的類別的發(fā)射角，使光束幾乎從一條發(fā)射線反射或從反射線返回。

　　分類和工作模式

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　　槽形光電將光發(fā)射器和接收器面對(duì)面地安裝在槽的兩側(cè)。發(fā)光器可以傳輸紅外線或可見(jiàn)光，光接收器將在無(wú)阻的前提下接收光線。但當(dāng)被測(cè)物體通過(guò)槽時(shí)，光被堵塞，光電開關(guān)移動(dòng)。導(dǎo)出開關(guān)控制信號(hào)，切斷或連接負(fù)載電流，以完成控制動(dòng)作。由于整體結(jié)構(gòu)的限制，槽形開關(guān)的檢查距離一般只有幾厘米。

　　⑵對(duì)射光電傳感器

　　如果將發(fā)光器與收光器分離，則可以增加檢測(cè)距離。由發(fā)光器和收光器組成的光電開關(guān)稱為對(duì)射分體式光電開關(guān)，稱為對(duì)射式光電開關(guān)。它的檢查距離可達(dá)幾米甚至幾十米。在使用過(guò)程中，將發(fā)光器和收光器安裝在檢查對(duì)象通過(guò)路徑的兩側(cè)。當(dāng)檢測(cè)對(duì)象通過(guò)時(shí)，將阻止光路，收光器將動(dòng)作導(dǎo)出開關(guān)控制信號(hào)。

　　⑶反光板型光電開關(guān)

　　將發(fā)光器和收光器安裝在同一設(shè)備中，并在其前面安裝一個(gè)反光板。采用反射原理完成光電控制的光電開關(guān)稱為反光板反射(或反射鏡反射)光電開關(guān)。通常，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射并被收光器接收;一旦光路被檢查對(duì)象堵塞，收光器無(wú)法接收光線，光電開關(guān)將移動(dòng)并導(dǎo)出開關(guān)控制信號(hào)。

　?、葦U(kuò)散反射光電開關(guān)

　　它的檢查頭還配備了一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器，但前面沒(méi)有反射器。通常，發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當(dāng)檢查對(duì)象通過(guò)并反射光部分時(shí)，收光器收到光信號(hào)并導(dǎo)出開關(guān)信號(hào)。

　　紅外接收頭的工作原理

　　紅外接收頭一般是接收、放大、解調(diào)的集成頭。一般來(lái)說(shuō)，在接收頭解調(diào)紅外信號(hào)后，數(shù)據(jù)“0”和“1”之間的區(qū)別一般表現(xiàn)在高低電平的時(shí)間長(zhǎng)度或信號(hào)周期上。當(dāng)單片機(jī)解碼時(shí)，接收頭的導(dǎo)出腳通常連接到單片機(jī)的外部中斷，并根據(jù)計(jì)時(shí)器判斷外部中斷間隔的時(shí)間以獲取數(shù)據(jù)。關(guān)鍵是找出數(shù)據(jù)“0”和“1”之間的波形差異。

　　三條腿的紅外接收頭通常是接收、放大和解調(diào)的集成頭。接收頭導(dǎo)出解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號(hào)(具體信號(hào)格式，搜索大量“紅外信號(hào)格式”)。單片機(jī)需要相應(yīng)的讀取程序。

　　紅外通信是利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)之間的近距離保密通信和信息共享。它通常由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)組成。發(fā)射系統(tǒng)部署紅外輻射源后發(fā)射紅外信號(hào)，接收系統(tǒng)由光學(xué)設(shè)備和紅外探測(cè)器組成。

　　先說(shuō)什么是紅外線。眾所周知，人眼看到的能見(jiàn)光是紅、橙、黃、綠、綠、藍(lán)、紫按波長(zhǎng)排列的。紅光的波長(zhǎng)范圍為0.62～0.76μm;紫光波長(zhǎng)范圍為0.38～0.46μm。比紫光波長(zhǎng)短的光稱為紫外線，比紅光波長(zhǎng)長(zhǎng)的光稱為紅外線。紅外遙控器通過(guò)波長(zhǎng)為0.76～1.5μm之間的近紅外線傳輸控制信號(hào)。

　　常用的紅外接收頭有以下形狀：

　　IRM338IRM38系列IRM38

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　　紅外遙控系統(tǒng)

　　常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分為兩部分：發(fā)射和接收。發(fā)射部分的主要部件是紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一種特殊的發(fā)光二極管。由于其內(nèi)部材料不同于普通的發(fā)光二極管，當(dāng)兩側(cè)施加一定的電壓時(shí)，它會(huì)傳播紅外線而不是可見(jiàn)光。目前，廣泛使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外波長(zhǎng)在940nm左右，形狀與普通發(fā)光二極管相同，但顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有三種顏色：黑色、深藍(lán)色和透明。判斷紅外發(fā)光二極管質(zhì)量的方法與判斷普通二極管相同：用萬(wàn)用表電阻測(cè)量紅外發(fā)光二極管的正反向電阻。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率只能通過(guò)專用儀器準(zhǔn)確測(cè)量，業(yè)余環(huán)境只能通過(guò)拉距法粗略判斷。

　　接收部分紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中，紅外接收二極管應(yīng)加反向偏壓，即紅外接收二極管在電路中反向應(yīng)用，以獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。

　　由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般較小(100mW)，紅外接收二極管接收的信號(hào)相對(duì)較弱，因此需要增加高增益放大電路。前些年常見(jiàn)μPC1373H、紅外接收專用放大電路，如CX20106A。近年來(lái)，成品紅外接收頭多用于業(yè)余生產(chǎn)和正式商品。成品紅外接收頭的包裝大致有兩種:一種是鐵皮屏蔽;一種是塑料包裝。有三個(gè)引腳，即電源正(VDD)、電源(GND)以及數(shù)據(jù)輸出(VO或OUT)。由于型號(hào)不同，紅外接收頭的引腳排列也不同，可參考廠家的使用說(shuō)明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)節(jié)和外殼屏蔽，使用起來(lái)像三極管，非常方便。但使用時(shí)要注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控器常用的載波頻率為38kHz，由發(fā)射端使用的455kHz晶振器決定。晶振應(yīng)在發(fā)射端進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻指數(shù)一般為12，因此455kHz÷12≈37.9kHz≈38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)選擇36kHz、40kHz、56kHz等，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率決定。

　　紅外遙控器的特點(diǎn)是不影響周圍環(huán)境和其他電氣設(shè)備。由于不能通過(guò)墻壁，不同房間的家用電器可以使用通用控制器而不相互影響;電路調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，只要給出的電路連接正確，一般不需要任何調(diào)試;易于編寫和解碼，可進(jìn)行多路遙控。

　　因?yàn)槊總€(gè)制造商都生產(chǎn)了大量的紅外遙控專用集成電路，所以他們可以在必要時(shí)跟隨地圖。因此，紅外遙控已廣泛應(yīng)用于家用電器和室內(nèi)近距離(小于10米)遙控中。

　　紅外遙控系統(tǒng)由多路控制

　　多路控制的紅外發(fā)射部分通常有許多按鈕，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射器按下某個(gè)按鈕時(shí)，接收器有不同的導(dǎo)出狀態(tài)。接收器的輸出狀態(tài)大致可分為五種方式：脈沖、電平、自鎖、互鎖和數(shù)據(jù)?！懊}沖”導(dǎo)出是指當(dāng)按下發(fā)射器按鈕時(shí)，接收器對(duì)應(yīng)的輸出器導(dǎo)出“有效脈沖”，總寬度一般在100ms左右?！半娖健睂?dǎo)出是指當(dāng)發(fā)射器按下按鈕時(shí)，接收器對(duì)應(yīng)的輸出器導(dǎo)出“有效電平”。當(dāng)發(fā)射器松開按鈕時(shí)，接收器的“有效電平”消失。這里的“有效脈沖”和“有效電平”可能是高或低，這取決于相應(yīng)導(dǎo)出腳的靜態(tài)情況。如果靜態(tài)時(shí)間較低，則“高”有效;如果靜態(tài)時(shí)間較高，則“低”有效。在大多數(shù)情況下，“高”是有效的。

　　“自鎖”導(dǎo)出是指發(fā)射器每次按下一個(gè)按鈕，接收器對(duì)應(yīng)的輸出端都會(huì)改變狀態(tài)，即原來(lái)的高電平變成低電頻，原來(lái)的低電頻變成高電平。該導(dǎo)出適用于電源開關(guān)、靜音控制等。有時(shí)，這種導(dǎo)出形式也被稱為“相反”。