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文檔簡(jiǎn)介
1、光電傳感器工作原理(紅外線光電傳感器原理)光電傳感器工作原理(紅外線光電傳感器原理) 光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下,有三部分構(gòu)成,它們分為:發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源,發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射,或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面,裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測(cè)電路,它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。此外,光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維。三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體
2、反射材料組成,能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回,具有實(shí)用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角,使光束幾乎是從一根發(fā)射線,經(jīng)過反射后,還是從這根反射線返回。分類和工作方式槽型光電傳感器 把一個(gè)光發(fā)射器和一個(gè)接收器面對(duì)面地裝在一個(gè)槽的兩側(cè)的是槽形光電。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光,在無阻情況下光接收器能收到光。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過時(shí),光被遮擋,光電開關(guān)便動(dòng)作。輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào),切斷或接通負(fù)載電流,從而完成一次控制動(dòng)作。槽形開關(guān)的檢測(cè)距離因?yàn)槭苷w結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米。對(duì)射型光電傳感器若把發(fā)光器和收光器分離開,就可使檢測(cè)距離加大。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開關(guān)就稱為對(duì)射分離式
3、光電開關(guān),簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開關(guān)。它的檢測(cè)距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時(shí)把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測(cè)物通過路徑的兩側(cè),檢測(cè)物通過時(shí)阻擋光路,收光器就動(dòng)作輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。反光板型光電開關(guān)把發(fā)光器和收光器裝入同一個(gè)裝置內(nèi),在它的前方裝一塊反光板,利用反射原理完成光電控整理用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān)。正常情況下,發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測(cè)物擋住,收光器收不到光時(shí),光電開關(guān)就動(dòng)作,輸出一個(gè)開關(guān)控制信號(hào)。擴(kuò)散反射型光電開關(guān)它的檢測(cè)頭里也裝有一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器,但前方?jīng)]有反光板。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的。當(dāng)檢測(cè)物通過時(shí)擋住了光,并把
4、光部分反射回來,收光器就收到光信號(hào),輸出一個(gè)開關(guān)信號(hào)。 紅外接收頭工作原理紅外接收頭一般是接收、放大、解調(diào)一體頭,一般紅外信號(hào)經(jīng)接收頭解調(diào)后,數(shù)據(jù) “0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時(shí)間長短或信號(hào)周期上,單片機(jī)解碼時(shí),通常將接收頭輸出腳連接到單片機(jī)的外部中斷,結(jié)合定時(shí)器判斷外部中斷間隔的時(shí)間從而獲取數(shù)據(jù)。重點(diǎn)是找到數(shù)據(jù)“0”與“1”間的波形差別。3條腿的紅外接收頭一般是接收、放大、解調(diào)一體頭,接收頭輸出的是解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號(hào)(具體的信號(hào)格式,搜“紅外 信號(hào) 格式”,一大把),單片機(jī)里面需要相應(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)間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。它一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)
5、兩部分組成。發(fā)射系統(tǒng)對(duì)一個(gè)紅外輻射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號(hào),而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測(cè)器進(jìn)行接收,就構(gòu)成紅外通信系統(tǒng)。先講一講什么是紅外線。我們知道,人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列,依次為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫。其中紅光的波長范圍為0.620.76m;紫光的波長范圍為0.380.46m。比紫光波長還短的光叫紫外線,比紅光波長還長的光叫紅外線。紅外線遙控就是利用波長為0.761.5m之間的近紅外線來傳送控制信號(hào)的。常用的紅外接收頭有以下外形:更多IRM38A系列 IRM138S系列 IRM38B系列 MN系列 IRM338系列相關(guān)的規(guī)格書請(qǐng)到這里下載:紅外接收頭規(guī)格書紅外遙控系
6、統(tǒng)常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管,由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管,因而在其兩端施加一定電壓時(shí),它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右,外形與普通發(fā)光二極管相同,只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣:用萬用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測(cè)定,而業(yè)余條件下只能用拉距法來粗略判定。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中
7、要給紅外接收二極管加反向偏壓,它才能正常工作,亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用,這樣才能獲得較高的靈敏度。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)射功率一般都較?。?00mW左右),所以紅外接收二極管接收到的信號(hào)比較微弱,因此就要增加高增益放大電路。前些年常用PC1373H、CX20106A等紅外接收專用放大電路。最近幾年不論是業(yè)余整理還是正式產(chǎn)品,大多都采用成品紅外接收頭。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種:一種采用鐵皮屏蔽;一種是塑料封裝。均有三只引腳,即電源正(VDD)、電源(GND)和數(shù)據(jù)輸出(VO或OUT)。紅外接收頭的引腳排列因型號(hào)不同而不盡相同,可參考廠家
8、的使用說明。成品紅外接收頭的優(yōu)點(diǎn)是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽,使用起來如同一只三極管,非常方便。但在使用時(shí)注意成品紅外接收頭的載波頻率。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz,這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振來決定的。在發(fā)射端要對(duì)晶振進(jìn)行整數(shù)分頻,分頻系數(shù)一般取12,所以455kHz1237.9 kHz38kHz。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz、56kHz等,一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定。紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。由于其無法穿透墻壁,故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾;電路調(diào)試簡(jiǎn)單,只要按給定電路連接無誤,一般不需任何調(diào)試即可投入
9、工作;編解碼容易,可進(jìn)行多路遙控。由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路,需要時(shí)按圖索驥即可。因此,現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、室內(nèi)近距離(小于10米)遙控中得到了廣泛的應(yīng)用。多路控制的紅外遙控系統(tǒng) 多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵,代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時(shí),相應(yīng)地在接收端有不同的輸出狀態(tài)。接收端的輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平、自鎖、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式?!懊}沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時(shí),接收端對(duì)應(yīng)輸出端輸出一個(gè)“有效脈沖”,寬度一般在100ms左右?!半娖健陛敵鍪侵赴l(fā)射端按下鍵時(shí),接收端對(duì)應(yīng)輸出端輸出“有效電平”,發(fā)射端松開鍵時(shí),接收端“有效電平”消失。此處的“有效脈沖”
10、和“有效電平”,可能是高、也可能是低,取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況,如靜態(tài)時(shí)為低,則“高”為有效;如靜態(tài)時(shí)為高,則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效。“自鎖”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個(gè)鍵,接收端對(duì)應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài),即原來為高電平變?yōu)榈碗娖?,原來為低電平變?yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。有時(shí)亦稱這種輸出形式為“反相”。“互鎖”輸出是指多個(gè)輸出互相清除,在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)輸出有效。電視機(jī)的選臺(tái)就屬此種情況,其它如調(diào)光、調(diào)速、音響的輸入選擇等?!皵?shù)據(jù)”輸出是指把一些發(fā)射鍵編上號(hào)碼,利用接收端的幾個(gè)輸出形成一個(gè)二進(jìn)制數(shù),來代表不同的按鍵輸入。一般情況下,接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸出外,還應(yīng)有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端,以便后級(jí)適時(shí)地來取數(shù)
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