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）

光電傳感是通過將光硬度的變化轉(zhuǎn)化為聯(lián)通數(shù)的變化來控制的。

一般情況下，光電傳感器由三部分組成，分為：發(fā)射器、接收器和測量電路。

發(fā)射器對準(zhǔn)目標(biāo)并發(fā)射光束，光束通常源自半導(dǎo)體光源、發(fā)光晶體管（LED）、激光晶閘管和紅外發(fā)射晶閘管。 光束連續(xù)發(fā)射，或以不同的脈沖長度發(fā)射。 接收器由光電晶閘管、光電二極管和光電池組成。 接收器背面安裝有鏡頭、焦距等光學(xué)器件。 旁邊是測量電路，濾除有效信號并應(yīng)用它。

據(jù)悉，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)器件中有發(fā)射板和光纖。

三角形反射器是一種固體發(fā)射裝置。 它由很小的三棱錐反光材料組成，使光束能夠準(zhǔn)確地從反光板返回，具有實(shí)際意義。 它可以在距光軸0°至25°范圍內(nèi)改變發(fā)射角，使光束幾乎來自發(fā)射線，經(jīng)過反射后，或從該反射線返回。

分類及工作方法

⑴槽型光電傳感器

槽式光電器件是將光發(fā)射器和接收器面對面安裝在槽的左側(cè)的光電器件。 發(fā)射器可以發(fā)射紅外光或可見光，光接收器可以在無障礙條件下接收光。 但當(dāng)被測物體通過凹槽圈時(shí)，光線被阻擋，光電開關(guān)就會(huì)動(dòng)作。 輸出開關(guān)控制信號，切斷或接通負(fù)載電壓，完成一次控制動(dòng)作。 由于整體結(jié)構(gòu)的限制，槽式開關(guān)的測量距離通常只有幾分米。

⑵對射型光電傳感器

如果發(fā)射器和接收器分開，則可以加強(qiáng)測量距離。 由發(fā)射器和接收器組成的光電開關(guān)稱為分體式光電開關(guān)，簡稱光電開關(guān)。 其測量距離可達(dá)數(shù)米甚至數(shù)十米。 使用時(shí)，光發(fā)射器和光接收器分別安裝在被測物體經(jīng)過的路徑的一側(cè)。 當(dāng)被測物體通過光路時(shí)，光接收器動(dòng)作，輸出開關(guān)控制信號。

⑶反射板式光電開關(guān)

將光發(fā)射器和光接收器放入同一裝置中，在其前面安裝反射器，利用反射原理完成光電控制功能，稱為反射器反射式（或鏡面反射式）光電開關(guān)。 正常情況下，發(fā)射器發(fā)出的光被反射器反射回來，被接收器接收； 一旦光路被測量物體遮擋，接收器無法接收到光線，光電開關(guān)就會(huì)動(dòng)作，輸出開關(guān)控制信號。

⑷漫反射型光電開關(guān)

它的測量頭內(nèi)也有一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器，但前面沒有反射器。 正常情況下，發(fā)射器發(fā)出的光接收器是找不到的。 當(dāng)被測物體穿過并阻擋光線，部分光線被反射回來時(shí)，光接收器接收到光信號并輸出??開關(guān)信號。

紅外接收頭工作原理

紅外接收頭通常是一個(gè)集接收、放大、解調(diào)于一體的頭。 通常，紅外信號經(jīng)過接收頭混合后，數(shù)據(jù)“0”和“1”的區(qū)別一般表現(xiàn)為高低電平的時(shí)間長短或信號周期。 單片機(jī)解碼一般將接收頭的輸出引腳連接到單片機(jī)的外部中斷，通過定時(shí)器來判斷外部中斷的間隔時(shí)間來獲取數(shù)據(jù)。 重點(diǎn)是找到數(shù)據(jù)“0”和“1”之間的波形間隙。

三腳紅外接收頭通常是接收、放大、解調(diào)為一體的頭。 相應(yīng)的讀者。

紅外通信是利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)之間的短距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā)。 它通常由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成。 發(fā)射系統(tǒng)調(diào)制紅外輻射源發(fā)射紅外信號，接收系統(tǒng)利用光學(xué)器件和紅外探測器接收，構(gòu)成紅外通信系統(tǒng)。

先說說什么是紅外線。 我們知道，人眼所能看到的可見光按照波長從長到短的順序排列，依次為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、藍(lán)、紫。 綠光的波長范圍為0.62-0.76μm； 紫光的波長范圍為0.38-0.46μm。 波長比紫光短的光稱為紫外光，波長比綠光長的光稱為紅外光。 紅外遙控利用波長在0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳輸控制信號。

常用的紅外接收頭有以下幾種外觀：

系列系列系列系列

請?jiān)诖讼螺d尺寸表：紅外接收頭尺寸表

紅外遙控系統(tǒng)

常用的紅外遙控系統(tǒng)通常分為發(fā)射和接收兩部分。 發(fā)射部分的主要器件是紅外發(fā)光晶閘管。 它實(shí)際上是一種特殊的發(fā)光三極管，由于其內(nèi)部材料與普通發(fā)光三極管不同，所以當(dāng)在其兩端施加一定的電流時(shí)，它會(huì)發(fā)出紅外線，而不是可見光。 目前廣泛使用的紅外發(fā)光晶閘管發(fā)射波長為940nm左右的紅外線。 外觀與普通發(fā)光晶閘管相同，但顏色不同。 紅外發(fā)光晶閘管通常有灰色、深藍(lán)色、透明三種顏色。 判斷紅外發(fā)光晶閘管優(yōu)劣的方法與普通晶閘管相同：用萬用表測量紅外發(fā)光晶閘管的正反向內(nèi)阻。 紅外發(fā)光晶閘管的發(fā)光效率可以用專用儀器準(zhǔn)確測量，但在業(yè)余條件下，只能通過拉距法進(jìn)行簡單判斷。

接收部分的紅外接收管是光敏晶閘管。 在實(shí)際應(yīng)用中，需要給紅外接收晶閘管加上反向展寬，才能正常工作，這樣紅外接收晶閘管在電路中使用時(shí)反向使用，這樣就可以獲得較高的靈敏度。 紅外接收晶閘管通常有方形和圓形兩種。

由于紅外發(fā)光晶閘管的發(fā)射功率通常較小（100mW左右），紅外接收晶閘管接收到的信號相對較弱，因此需要減少高增益放大電路。 前幾年普遍采用μ等紅外接收專用放大電路。 近年來，無論是業(yè)余制作還是即將上市的產(chǎn)品，大多采用成品紅外接收頭。 紅外線接收頭成品的包裝大致有兩種：一種是鐵皮屏蔽；一種是鐵皮屏蔽。 另一種是塑料包裝。 有3個(gè)引腳，分別是電源（VDD）、電源（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）。 不同型號的紅外接收頭引腳排列有所不同，請參考廠家說明書。 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，像二極管一樣使用起來非常方便。 但使用時(shí)要注意成品紅外接收頭的擴(kuò)頻頻率。 紅外遙控常用的擴(kuò)頻頻率為38kHz紅外收發(fā)二極管電路，這是由發(fā)射端使用的晶振決定的。 在發(fā)射端，晶振需要進(jìn)行整數(shù)分頻，分頻系數(shù)通常為12，因此÷12≈37.9kHz≈38kHz。 還有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz、40kHz、56kHz等，通常由發(fā)射端晶振的振蕩頻率決定。

紅外遙控的特點(diǎn)是不影響周圍環(huán)境，不干擾其他家電。 由于穿墻困難，無性房間內(nèi)的家用電器可以使用萬能遙控器，互不干擾； 電路調(diào)試簡單，只要按照給定電路連接正確，通常無需任何調(diào)試即可投入工作； 編解碼方便，可進(jìn)行多路遠(yuǎn)程控制。

由于各個(gè)廠家都生產(chǎn)了大量的紅外遙控專用集成電路，需要的時(shí)候可以根據(jù)圖進(jìn)行查找。 因此，紅外遙控器廣泛應(yīng)用于家用電器和室內(nèi)短距離（大于10米）遙控。

紅外遙控系統(tǒng)，多路控制

多路控制的紅外發(fā)射部分通常有多個(gè)鍵盤代表不同的控制功能。 當(dāng)發(fā)射器按下按鈕時(shí)，接收器相應(yīng)地有不同的輸出狀態(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)五種模式。 “脈沖”輸出是指當(dāng)按下發(fā)射器的按鈕時(shí)，接收器相應(yīng)的輸出端輸出一個(gè)“有效脈沖”，厚度一般為100ms左右。 “電平”輸出是指當(dāng)發(fā)射器按下按鍵時(shí)，接收器對應(yīng)的輸出端輸出“有效電平”紅外收發(fā)二極管電路，當(dāng)發(fā)射器抬起按鍵時(shí)，接收器的“有效電平”消失。 這里的“有效脈沖”和“有效電平”可能是高電平，也可能是低電平，取決于相應(yīng)輸出引腳的靜態(tài)狀態(tài)。 如果靜態(tài)時(shí)為低電平，則“高電平”有效； 如果靜態(tài)時(shí)為高，則“低”有效。 “高”在大多數(shù)情況下都是有效的。

“自鎖”輸出是指發(fā)射器每按一下某個(gè)按鍵，接收器相應(yīng)的輸出端就改變一次狀態(tài)，即由原來的高電平變?yōu)榈碗娖剑稍瓉淼牡碗娖阶優(yōu)楦唠娖健?該輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等。這些輸出模式有時(shí)也稱為“反向”。 “互鎖”輸出是指多個(gè)輸出相互清零，同時(shí)只有一個(gè)輸出有效。 電視頻道選擇、燈光調(diào)節(jié)、速度調(diào)節(jié)、音頻輸入選擇等都是如此。 “數(shù)據(jù)”輸出是指對一些發(fā)送按鍵進(jìn)行編號，并借助接收端的多個(gè)輸出生成一個(gè)二進(jìn)制補(bǔ)碼來代表不同的鍵盤輸入。 一般情況下，接收端不僅應(yīng)該輸出幾位數(shù)據(jù)，還應(yīng)該有一個(gè)“數(shù)據(jù)有效”輸出端，方便后級及時(shí)取數(shù)據(jù)。 這種輸出方式通常用于與單片機(jī)或微型計(jì)算機(jī)接口。

除了減去上層輸出方式外，還有“鎖存”和“暫存”兩種方式。 所謂“鎖存”輸出是指對于發(fā)射機(jī)發(fā)出的每一個(gè)信號，接收機(jī)相應(yīng)的輸出都被“存儲”，直到接收到新的信號為止； “臨時(shí)存儲”輸出與上面描述的“電平”輸出類似。

4N25光電耦合器引腳及應(yīng)用

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