[實(shí)用新型]低成本光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120168927.8
• 申請(qǐng)日: 2011-05-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202150845U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉敏;談超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海第二工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K17/94
• 分類號(hào): H03K17/94
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張妍

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種紅外接近開(kāi)關(guān)，特別涉及一種低成本光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)。

背景技術(shù)

當(dāng)汽車倒車或人走近商店自動(dòng)門時(shí)，需要感應(yīng)出物體的距離。一般使用紅外接近開(kāi)關(guān)來(lái)發(fā)射紅外線，并接收由障礙物反射回來(lái)的紅外線，從而對(duì)一定距離內(nèi)接近所述開(kāi)關(guān)的物體進(jìn)行感測(cè)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種低成本光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，能夠以簡(jiǎn)單的電路結(jié)構(gòu)、易獲取的元件實(shí)現(xiàn)，滿足其對(duì)一定距離內(nèi)接近的物體進(jìn)行感測(cè)要求的同時(shí)，有效降低整個(gè)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)的成本。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種低成本光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，其設(shè)置有多諧振蕩電路，通過(guò)設(shè)置的555芯片輸出方波信號(hào)；

紅外驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路，其與所述多諧振蕩電路連接，通過(guò)設(shè)置的紅外發(fā)射管輸出紅外調(diào)制信號(hào)；以及，

紅外信號(hào)接收電路，分別與所述多諧振蕩電路、所述紅外驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路連接，通過(guò)設(shè)置的紅外接收頭對(duì)一定距離內(nèi)由障礙物反射回來(lái)的紅外線進(jìn)行接收，并由所述紅外接收頭的輸出端向外發(fā)送TTL電平信號(hào)；

所述紅外接收頭的響應(yīng)頻率，與所述方波信號(hào)的振蕩頻率、所述紅外調(diào)制信號(hào)的頻率相匹配。

所述紅外接收頭的響應(yīng)頻率、所述方波信號(hào)的振蕩頻率、所述紅外調(diào)制信號(hào)的頻率為38kHz。

所述多諧振蕩電路中，所述555芯片的3腳與所述紅外驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路連接，并向其輸出所述方波信號(hào)；

所述555芯片的4腳和8腳與電源端連接；若該電源端為5V供電時(shí)，所述紅外接收頭的輸出端直接與外部微處理器連接以發(fā)送所述TTL電平信號(hào)；

所述555芯片的1腳接地。

所述多諧振蕩電路中還包含以下元件：

第一電阻及第二電阻，串聯(lián)設(shè)置在所述555芯片的4腳、7腳之間；

第三電阻，一端與所述555芯片的7腳連接；

第四電阻，與所述第三電阻的另一端串聯(lián)后，與所述555芯片的2腳和6腳同時(shí)連接；

第一電容，與所述555芯片的2腳及6腳連接，使兩者通過(guò)該第一電容接地；

二極管，并聯(lián)設(shè)置在所述串聯(lián)的第三電阻與第四電阻上；

所述多諧振蕩電路的振蕩頻率f，根據(jù)所述第一至第四電阻、所述第一電容的參數(shù)，由以下公式計(jì)算得到：

t1≈0.7(R1+R2)×C1；t2≈0.7(R3+R4)×Cl；f＝1/(t1+?t2)。

優(yōu)選的，所述第一電阻R1、第四電阻R4為1k歐姆時(shí)，可調(diào)的所述第二電阻R2和第三電阻R3分別調(diào)整為880歐姆，使所述多諧振蕩電路輸出占空比為1:1，振蕩頻率為38kHz的方波信號(hào)。

所述紅外驅(qū)動(dòng)發(fā)射電路中，還設(shè)置有驅(qū)動(dòng)電路，其包含：

第七電阻，其一端與所述多諧振蕩電路的555芯片的3腳連接；

三極管，其基極與所述第七電阻的另一端連接，其發(fā)射極接地，其集電極與所述紅外發(fā)射管的負(fù)極連接。

所述紅外發(fā)射管的正極，經(jīng)由一固定阻值的電阻連接至所述電源端；

或者，所述紅外發(fā)射管的正極與所述電源端之間，串聯(lián)設(shè)置有可調(diào)的第五電阻與第六電阻；通過(guò)改變所述第五電阻的阻值，對(duì)所述紅外發(fā)射管的發(fā)射電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而對(duì)紅外發(fā)射管的發(fā)射功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而對(duì)所述感應(yīng)開(kāi)關(guān)對(duì)障礙物的探測(cè)距離進(jìn)行控制。

所述紅外信號(hào)接收電路中，所述紅外接收頭的引腳2為所述輸出端；

所述紅外接收頭的引腳1與一第二電容的正極連接，該電容正極還連接至所述555芯片的4腳和8腳；

所述紅外接收頭的引腳3與所述第二電容接地的負(fù)極連接。

所述感應(yīng)開(kāi)關(guān)為探頭狀，設(shè)置有一管狀外殼，將電路板置于其中，并引出所述電源端、接地端和輸出端的導(dǎo)線；

所述管狀外殼內(nèi)的前端，即在所述管狀外殼對(duì)應(yīng)設(shè)置有紅外線發(fā)射及接收的開(kāi)口的位置，放置所述紅外發(fā)射管與紅外接收頭，并使用不透光的裝置將兩者隔開(kāi)；

所述紅外發(fā)射管上還設(shè)置有若干遮光裝置，使紅外線只能從所述紅外發(fā)射管的前方發(fā)出。

本實(shí)用新型所述低成本光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)的，其優(yōu)點(diǎn)在于：只要電路焊接無(wú)誤，結(jié)構(gòu)安排得當(dāng)，本實(shí)用新型僅需要將多諧振蕩電路的振蕩頻率調(diào)整到38kHz，不需要其他太多的調(diào)試，即能夠探測(cè)到接近該低成本光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)一定距離內(nèi)的物體；該探測(cè)距離可調(diào)，最大距離可達(dá)到20cm以上。所述低成本光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)還能夠識(shí)別出物體的顏色深淺（淺色物體由于反光性較強(qiáng)，其觸發(fā)距離較遠(yuǎn)）。本實(shí)用新型所使用的元件在市面上都極易買到，整個(gè)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)的成本低廉。

附圖說(shuō)明