光电传感器件的应用
作者：黄世玲
于2010年1月14日星期四 电子协会814
一、RPR220光电传感器用于检测黑线
如下图所示，左边是实物图，右边是内部结构图
从内部结构图可以看出，光电传感器就是由左边的红外发射二极管和右这的红外接收管练成，说白了就是把红外收发管封装在一起而已。
1、 怎么看这个传感器的管脚图：
印有RPR220字样的那一面向上，管脚对着自己，这样看过去就如右图所示
2、 RPR220的原理电路图
12端的红外二极管发出红外光，经白纸（黑色会吸收光线，无反射）反射回来给34端的红外接收管接收，当接收到红外线，则34导通，常用电路如下：
1） 当检测到黑线时，此时也就是红外接收管没有接收到反射回来的红外光，34的红外接收三极管截止，则在RPR220的3管脚输出一个电压。若检测到的
是白线则3脚没有电压
输出。 2） LM339是一个四电压
比较器，一个芯片有四个比较器，因为我们不可能只用一个光电传感器去寻迹，至少要三个光电器件，所以用339比较器可以降低成本和电路的复杂度。比较器的5脚是一个基准电压，建议用可变电阻器W1调到2.5V ，再与4脚的电压（既是RPR220的3脚输出的电压）比较。
3） 整个电路的工作过程
若检测到黑线，刚RPR220的3脚输出一个电压与基准电压比较，若RPR220的3脚的电压比基准电压大，则LM339的2脚就输出一个低电平。相反检测不到黑线，则LM339的2脚就输出一个高电平。这样单片机就可以“看“到黑线了。
据经验，要提高光电传感器的灵敏度（主要是光电传感器离黑线的距离），光电传感器的接收管的电流不能太大，本人建议R2＝100K为好。（呵呵，可以试验一下，得到合适自己的标准）
一、红外收发对管的应用
其实红外对管与光电传感器RPR220是一样的东西，不一样的是红外对管是分立的器件。发射的功率大一些，主要用来避障。实物如下图所示：
黑色的是红外接收管，而白色的是红外发射
管，应用电路请参考红外对管说明书.pdf
光电传感器——基于红外反射式的测速机
引言 在工程实践中,经常会遇到各种需要测量转速的场合。转速是电动机极为重要的一个状态参数,在很多运动系统的测控中,都需要对电机的转速进行测量,不论是直流调速系统还是交流调速系统,只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。迄今为止,测速可分为两类:模拟电路测速和数字电路测速。随着微电子技术的发展,计算机技术的广泛应用,出现了以计算机为核心的数字测速装置。这样的速度测量装置测量范围宽、工作方式灵活多变、适应面广,具有普通数字测速装置不可比拟的快速性、精确性和优越性。 一：设计思路 用一个红外发光二极管和一个接受红外光的二极管组成一套光电管。当检测到物表面为黑色时，反射光很弱，接收端检测到的光线可以忽略，使接收端呈现一种状态，例如开关管截止；当被检测物表面为白色时，反射光强烈，发射端发射的红外线被接收端全部接收，使接收端呈现另一种相反的状态，例如开关管开通。这两种相反的状态表现在电路中，就是高低电平组成的脉冲信号。由此，我想到用一个比较器来比较两种接受到的信号，从而输出“0”“1”两种高低电平，并把两种信号传给单片机进行统计，然后利用设定算法进行计算，最后通过数码显示管显示计算结果。 二：所需模块 本测速系统共有两个模块构成，一个为光电传感器部分，用于接收光信号并转换为电信号，即高低电平信号；另一个为单片机部分，用于接收高低电平信号并通过内部计算，然后再通过数码显示管显示测出的结果。 （一）光电传感器部分 （1）LM339工作原理及管脚图： LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。 两个输入端中的一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入
红外对管 特性简介： 直径：3mm，波长：940nm，工作电压：1.2V，工作电流：20mA，测量距离：<20cm。波段为红外光，受可见光干扰小。 红外对管电路连接图（对不同型号红外对管，可适当调整电阻以达到相关电气参数） 1、AD采样实现避障功能 针对一些红外接收管容易受到可见光的影响，从而改变其阻值，容易造成系统的误判。可以考虑采用上面的电路。100－100k欧姆，是红外接收管在不同光线条件下（室内－阳光直射）的阻值的大小。在正常的光线下通过IOA0口A/D采集到一个电压值作为一个参考电压。 当随着光线变化时，IOA0口读进来的电压值也就发生变化。这个使用通过IOA4、IOA5、IOA6、IOA7依次选通，选择最接近参考值的电压作为判断电压。 该电路可以避免可见光带来的干扰，检测障碍物的距离在0－15cm。效果不错。缺点是引用占用IO口较多，操作较为复杂。 2、直流驱动避障电路 直流驱动红外探测器电路的设计与参数计算电路如图所示。W1和R1及V1构成简单直流发光二极管驱动电路，调节W1可以改变发光管的发光光强，从而调节探测距离，NE555及其外围元件构成施密特触发器，其触发电平可通过W2 控制，接收管V2和电阻R2构成光电检测电路。通过NE555第3脚输出的TTL 电平可以直接驱动单片机I/O口。
由于555输出信号为TTL电平，单片机检测方便。缺点同样是容易受可见光干扰。 3、交流调制驱动避障电路 LM567及其外围芯片构成音频检频器，其检频频率f0由R4、C5决定:。其中f0为检频频率，当R4=10K，C5=222时，f0＝41KHz。这一振荡信号经过V3扩流后，驱动发光管，这样处理后可以保证发光频率与检频频率严格一致使LM567 的输出仅与光强有关。为进一步提升探测距离，我们还设立了一级交流放大器，其增益约为240倍，虽然这样大的放大倍数放大器的线性和稳定性会较差，但对于频率检测不会造成太大的影响。 4、检测液滴电路 无液滴落下时，接收管与发射管正对，接收管接收到的光强较强，有液滴滴下时，下落中的水滴对红外光有较强的漫反射、吸收及一定的散射作用，导致接收光强的较大改变，接收管接收到的信号经一级施密特触发器，送单片机的中断口，据此就可以正确的探测出液滴的滴落。解决了因液体透明而使得发射不明显的问题。 5、检测液面电路一
光电传感器工作原理（红外线光电传感器原理） 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。 光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。 发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。 此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。 三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。 分类和工作方式 ⑴槽型光电传感器 把一个光发射器和一个接收器面对面地装在一个槽的两侧的是槽形光电。发光器能发出红外光或可见光，在无阻情况下光接收器能收到光。但当被检测物体从槽中通过时，光被遮挡，光电开关便动作。输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，从而完成一次控制动作。槽形开关的检测距离因为受整体结构的限制一般只有几厘米。 ⑵对射型光电传感器 若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大。由一个发光器和一个收光器组成的光电开关就称为对射分离式光电开关，简称对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用时把发光器和收光器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，收光器就动作输出一个开关控制信号。 ⑶反光板型光电开关 把发光器和收光器装入同一个装置内，在它的前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用的称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光被反光板反射回来被收光器收到；一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。 ⑷扩散反射型光电开关 它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光收光器是找不到的。当检测物通过时挡住了光，并把光部分反射回来，收光器就收到光信号，输出一个开关信号。
For personal use only in study and research; not for commercial use 红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于1.5伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于1.85伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： ??? 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图 2.2。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰，Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图2.3。 图2.3 38KHz调制波 对应图2.3的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源 本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
红外对管怎么判断哪个是接收管？ 红外线对管的判断方法人们习惯把红外线发射管和红外线接收管称为红外对管。红外对管的外形与普通圆形的发光二极管类似。初接触红外对管者，较难区分发射管和接收管。本文介绍三种简便的识别方法。 1 菽诓拷峁故侗鸷焱舛怨艿哪诓拷峁谷缤?‘所示。图1(a)是红外发射管，管芯中央凹陷，类似聚光罩的形状、，图1(b)是红外接收管，管芯中央的平台上有红外感光电极。红外对管的两引脚1长1短，长引脚是正极，和普通发光管相同。 2.用三用表测量识别可用500型或其他型号指针式三用表的Rxlk电阻挡，测量红外对管的极间电阻，以判别红外对管。 判据 一：在红外对管的端部不受光线照射的条件下调换表笔测量，发射管的正向电阻小，反向电阻大，且黑表笔接正极(长引脚)时，电阻小的(1k—20k)是发射管。正反向电阻都很大的是接收管。判据 二：黑表笔接负极(短引脚)时电阻大的是发射管，电阻小并且三用表指针随着光线强弱变化时，指针摆动的是接收管。 注： 1)黑表笔接正极，红表笔接负极时测量正向电阻。 2)电阻大是指三用表指针基本不动。 3．通电试验方法判别用一只发光二极管和—只电阻与被测的对管串联，如图2所示。图中电阻起限流作用，阻值取220欧－－510欧。LED发光二极管用来显示被测红外管的工作状态。用遥控器(电视机遥控器等)对着被测管按下遥控器的任意键，LED亮时，被测管是红外接收管。不亮则是红外发射管。 用普通的红外发射接收对管怎样才能提高发射与接收的距离，至少距离要5米 加载波， 常用的红外发光二极管（如SE303·PH303），其外形和发光二极管LED相似，发出红外光（近红外线约0.93μm ）。管压降约1.4V ，工作电流一般小于20mA。为了适应不同的工作电压，回路中常串有限流电阻。
光电开关即为光电传感器，又称光电遮断器，以下是红外光电开关的基本参数详解，包括9个点： 1.输出状态：分常开和常闭。当无检测物体时，常开型的光电开关所接通的负载，由于光电开关内部的输出晶体管的截止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。 2.检测方式：根据光电开关在检测物体时，发射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同，可分为漫反射式，镜反射式，对射式等。(详见工作原理说明) 3.检测距离:动作距离是指检测体按一定方式移动时，从基准位置（光电开关的感应表面）到开关动作时测得的基准位置到检测面的空间距离。额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。 4.回差距离：动作距离与复位距离之间的绝对值。 5.响应频率：按规定的1秒的时间间隔内，允许光电开关动作循环的次数。 6.输出形式：分npn二线，npn三线，npn四线，pnp二线，pnp三线，pnp四线，AC 二线，AC五线（自带继电器），及直流NPN/PNP/常开/常闭多功能等几种常用的形式输出。 7.指向角：常见GDKG光电传感器的指向角。 8.表面反射率：对于漫反射式槽型光电开关发出的光线需要被检测物表面将足够的光线反射回漫反射开关的接受器，所以检测距离和被检测物体的表面反射率将是决定接受器接收到光线的强度大小，粗糙的表面反射回的光线必将小于光滑表面反射回的强度，而且，被检测物体的表面必须垂直于光电开关的发射光线。 9.环境特性：GDKG光电开关应用的环境亦是影响其长期工作可靠性的重要条件。当光电开关工作于最大检测距离状态时，由于光学透镜会被环境中的污物粘住，甚至会被一些强酸性物质腐蚀，以至降低使用参数特性，这些变量尽管已列入我们的产品设计考虑范围之内，但它终究是造成可靠性降低的最大因数，其较简便的解决方法是根据GDKG传感器的最大检测距离（Sn）降额使用来确定最佳工作距离。 深圳光藕供应商通用光电耦合器接收头厂家直销电视机顶盒红外线接收头 文章来源地址：https://www.doczj.com/doc/ba8960225.html,/
红外收发对管 欧阳学文 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于1.5伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于1.85伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图2.2。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得
到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰，Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图2.3。 图2.3 38KHz调制波 对应图2.3的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源 本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单
光电传感器的原理、功能特点等应用 光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。光电传感器一般由处理通路和处理元件两部分组成。其基本原理是以光电效应为基础，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。 其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。光电效应是指用光照射某一物体，可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上，此时光子能量就传递给电子，并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收，电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化，从而使受光照射的物体产生相应的电效应。光电传感器因为采用光学原理，因此其采集结果更精准、快速。 特点： 光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（可见及紫外镭射光）转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、
气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此应用广泛。 工作原理： 由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换 光电式传感器分类： ⑴反光板型光电开关 把发光器和收光器装入同一个装置内，在前方装一块反光板，利用反射原理完成光电控制作用，称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下，发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到;一旦被检测物挡住光路，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。 ⑵对射型光电传感器，若把发光器和收光器分离开，就可使检测距离加大，一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关，简称对射
光电开关工作原理NPN与PNP传感器差异 红外线属于一种电磁射线，其特性等同于无线电或X射线。人眼可见的光波是380n m-780n m，发射波长为780n m-1m m的长射线称为红外线，省洞头县光电开关厂生产的红外线光电开关优先使用的是接近可见光波长的近红外线。 红外线光电开关（光电传感 器）属于光电接近开关的简称，它是利 用被检测物体对红外光束的遮光或反 射，由同步回路选通而检测物体的有 无，其物体不限于金属，对所有能反射 光线的物体均可检测。根据检测方式的 不同，红外线光电开关可分为 1.漫反射式光电开关 漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传 感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发 射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产 生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率 极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。 引起理想漫反射的光度分布 局部较强漫反射时的光度分布
2.镜反射式光电开关 镜反射式光电开关亦是集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜，反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。 3.对射式光电开关 对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。 4.槽式光电开关 槽式光电开关通常是标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关量信号。槽式光电开关比较安全可靠的适合检测高速变化，分辨透明与半透明物体。 5.光纤式光电开关 光纤式光电开关采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，以实现被检测物体不在相近区域的检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。 型号说明
红外线接收头传感器在小车导航中的应用 广州市大鹏电子今天又为广大朋友带来技术上的福利了，今天的福利是告诉你如何利用红外反射式传感器实现小车自动寻迹导航的设计，用以实现小车自动识别路线，判断并自动规避障碍，以及选择正确的路线。实验中采用与地面颜色有较大差别的线条作引导，使用反射式红外传感器感知导引线和判断障碍物。系统控制核心采用AT89C2051的单片机,系统驱动采用控制方式为单向PWM的直流电机。该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人工厂、仓库、服务机器人等领域。 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。 随着科学技术的发展，机器人的感觉传感器种类越来越多，其中视觉传感器成为自动行走和驾驶的重要部件。视觉的典型应用领域为自主式智能导航系统，对于视觉的各种技术而言图像处理技术已相当发达，而基于图像的理解技术还很落后，机器视觉需要通过大量的运算也只能识别一些结构化环境简单的目标。视觉传感器的核心器件是摄像管或CCD，目前的CCD已能做到自动聚焦。但CCD传感器的价格、体积和使用方式上并不占优势，因此在不要求清晰图像只需要粗略感觉的系统中考虑使用接近觉传感器是一种实用有效的方法。 机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能。自动寻迹是基于自动导引小车（AGV—auto-guidedvehicle）系统，实现小车自动识别路线，判断并自动规避障碍，选择正确的行进路线。采用与地面颜色有较大差别的线条作引导，使用传感器感知导引线和障碍判断。 传感器选择： 实现机器人的视觉和接近觉功能有多种方式： 1）可使用CCD摄像头进行图象采集和识别方法，但是不适用在小体积系统使用，并且还涉及图象采集、图象识别等领域。 2）电容式接近传感器，基于检测对象表面靠近传感元件时的电容变化。 3）超声波传感器，根据波从发射到接收的传播过程中所受到的影响来检测物体的接近程度。 4）红外反射式光电传感器，它包括一个可以发射红外光的固态发光二极管和一个用作接收器的固态光敏二极管（或光敏三极管）。 根据使用场合的具体情况，传感器要感知的对象是物体的有无和物体的接近程度，与精确的测距系统有相似之处，但又有不同，只要求判断出简单的阈值或提供远、近分档的距离。因此使用较简单的接近传感器实现小车寻迹和避障是有依据可循的并且是可行的。为了简单起见，系统中使用了八个红外反射式光电传感器，其中三个用于寻迹，三个用于障碍判断，
红外收发对管电路 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰， Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图。 图 38KHz调制波 对应图的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源
本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
没有最小，只有更小！ 业界最小款漫反射柱形光电开关 光电开关（即光电传感器:photoelectric switch）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。 随着工业自动化小型化要求的不断提供，光电传感器也在往小型化发展，更多小巧的光电开关正在投入市场,为广大客户提供服务，主要介绍以下两款业界最小规格： 日本竹中(takex) UX系列光电开关： 光纤型光电开关不同的是，它本身自带放大器，不再像光纤型光电开关一样,光纤探头和放大器分离。这样使得安装操作更加简便，现场工作省时省力，必然会得到操作人员的喜爱。 ●漫发射型，具有灵敏度调节功能 ●耗电量比原来的光纤型光电开关还要节省 ●它的不锈钢外壳，连电池制造行业也丢掉了以前无法使用光电开关的顾虑 ●系列中的对射型同时包括了直装和侧装两种方式，现场运用方便 ●小巧的体型，使其可以探测普通光电开关难以探测的小型物体 型号：UX-R5V 探测方式：漫反射型 探测距离：3-50 mm 探测物体：100X100 mm 螺纹：M5x0.75 工作电压：12V~24V 波动10%以下 功率损耗：20 mA 输出方式：集电极开路 工作方式：入光工作方式 响应时间：小于0.5ms
光源：红外LED（870nm） 指示灯：橘黄为工作指示灯。绿色为稳定指示灯 连接方式：2米引线 防护等级：IP67 智恒（IMS）M5系列光电开关： IMS光电传感器最大的优势就是采用专用集成光传感器IC为核心，不仅内置放大器，而且带内置数字滤波器，有效防止外界自然光、外来红外光以及电磁信号干扰，具有行业领先优势。不仅如此，IMS光电传感器IC在业界已有广泛应用。 ●延时启动功能，防止上电误触发 ●高速响应时间1ms 、0.25ms可选 ●低功耗，自带灵敏度调节功能 ●内置数字滤波器，有效防止外界光电干扰 ●不锈钢外壳更加牢固稳定，便于安装 ●电源反接保护、输出过载保护、输出逆接保护 型号：IMS-PE-M5 探测方式：漫反射型 探测距离：1-100 mm 探测物体：100X100 mm 螺纹：M5 * 0.75 工作电压：12V~24V 波动10%以下 功率损耗：10 mA（低功耗） 响应时间：1ms、0.2ms可选 输出方式：集电极开路 指示灯：电源灯、稳定指示灯、工作指示灯。 防护等级：IP67
红外遥控一体化接收头原理及应用电路2 一.一体化红外线接收头的原理 二. 红外遥控一体化接收头型号：SH-0038应用电路集 三. 红外遥控一体化接收头型号：RPM-638应用电路集 四.一体化红外线接收头的管脚排列及检测 红外遥控一体化接收头原理图及应用 一体化红外接收头型号：SFH506-38、RPM-638 红外接收电路通常由红外接收二极管与放大电路组成，放大电路通常又由一个集成块及若干电阻电容等元件组成，并且需要封装在一个金属屏蔽盒里，因而电路比较复杂，体积却很小，还不及一个7805体积大！ SFH506-38与RPM-638是一种特殊的红外接收电路，它将红外接收管与放大电路集成在一体，体积小（大小与一只中功率三极管相当），密封性好，灵敏度高，并且价格低廉，市场售价只有几元钱。它仅有三条管脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压在5V左右.只要给它接上电源即是一个完整的红外接收放大器，使用十分方便。 它的主要功能包括放大,选频,解调几大部分,要求输入信号需是已经被调制的信号。经过它的接收放大和解调会在输出端直接输出原始的信号。从而使电路达到最简化！灵敏度和抗干扰性都非常好，可以说是一个接收红外信号的理想装置。 一体化红外接收头，如图5所示外形及管脚：型号区别：
型号：SH0038 一体化红外接收头，如图5所示： 图5 红外接收头 红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输 出脚。根据发射端调制 一. 红外遥控一体化接收头型号：SH0038 应用电路集 1. 用红外接收头、CD4069 制作的遥控灯原理图
光电传感器件的应用 作者:黄世玲 于2010年1月14日星期四电子协会814 一、RPR220光电传感器用于检测黑线 如下图所示,左边是实物图,右边是内部结构图 从内部结构图可以看出,光电传感器就是由左边的红外发射二极管和右这的红外接收管练成,说白了就是把红外收发管封装在一起而已。 1、怎么看这个传感器的管脚图: 印有RPR220字样的那一面向上,管脚对着自己,这样看过去就如右图所示 2、 RPR220的原理电路图
12端的红外二极管发出红外光,经白纸(黑色会吸收光线,无反射反射回来给34端的红外接收管接收,当接收到红外线,则34导通,常用电路如下: 1 当检测到黑线时,此时也就是红外接收管没有接收到反射回来的红外光,34的红外接收三极管截止,则在RPR220的3管脚输出一个电压。若检测到的 是白线则3脚没有电压 输出。 2 LM339是一个四电压 比较器,一个芯片有四个比较器,因为我们不可能只用一个光电传感器去寻迹,至少要三个光电器件,所以用339比较器可以降低成本和电路的复杂度。比较器的5脚是一个基准电压,建议用可变电阻器W1调到2.5V ,再与4脚的电压(既是RPR220的3脚输出的电压比较。 3 整个电路的工作过程 若检测到黑线,刚RPR220的3脚输出一个电压与基准电压比较,若RPR220的3脚的电压比基准电压大,则LM339的2脚就输出一个低电平。相反检测不到黑线,则LM339的2脚就输出一个高电平。这样单片机就可以“看“到黑线了。 据经验,要提高光电传感器的灵敏度(主要是光电传感器离黑线的距离,光电传感器的接收管的电流不能太大,本人建议R2=100K为好。(呵呵,可以试验一下,得到合适自己的标准
(1)对射型 检测方式 为了使投光器发出的光能进入受光器，对向设置投光器与受光器。 如果检测物体进入投光器和受光器之间遮蔽了光线，进入受光器的光量将减少。 掌握这种减少后便可进行检测。 此外，检测方式与对射型相同，在传感器形状方面，也有投光受光部一体化，称为槽形的种类。 特长： 动作的稳定度高，检测距离长。（数cm～数十m） 即使检测物体的通过线路变化，检测位置也不变。 检测物体的光泽颜色倾斜等的影响很少。 (2)扩散反射型 检测方式 在投受光器一体型中，通常光线不会返回受光部。如果投光部发出的光线碰到检测物体，检 测物体反射的光线将进入受光部，受光量将增加。掌握这种增加后，便可进行检测。 特长： 检测距离为数cm～数m。 便于安装调整。 在检测物体的表面状态（颜色、凹凸）中光的反射光量会变化，检测稳定性也变化。 (3)回归反射型 检测方式 在投受光器一体型中，通常投光部发出的光线将反射到相对设置的反射板上，回到受光部。如果检测物体遮蔽光线，进入受光部的光量将减少。 掌握这种减少后，便可进行检测。 特长 检测距离为数cm～数m。 布线.光轴调整方便（可节省工时）。 检测物体的颜色、倾斜等的影响很少。 光线通过检测物体2次，所以适合透明体的检测。 检测物体的表面为镜面体的情况下，根据表面反射光的受光不同，有时会与无检测物体的状 态相同，无法检测。这种影响可通过MSR功能来防止。 (4) 距离设定型 检测方式 作为传感器的受光元件，使用2比例光电二极管或位置检测元件。通过检测物体反
射的投 光光束将在受光元件上成像。这一成像位置以根据检测物体距离不同而差异的三角测距原理为检测原理。 下图所示的是使用2比例光电二极管的检测方式。2比例光电二极管的一端（接近外壳的 一侧）称为N（Near）侧，而另一端称为F（Far）侧。检测物体存在于已设定距离的位置上的情况下，反射光将在N侧和F侧的中间点成像，两侧的二极管将受到同等的光量。此外，相 对于设定距离，检测物体存在于靠近传感器的位置的情况下，反射光将在N侧成像。相反的， 相对于设定距离，检测物体存在于较远的位置的情况下，反射光将在F侧成像。传感器可通过 计算N侧与F侧的受光量差来判断检测物体的位置。 距离设定型的特长 受检测物体的表面状态颜色的影响少。 不易受背景物体的影响。 BGS(Background Suppression)和FGS(Foreground Suppression) 在E3Z-LS61/-66/-81/-86中，检测传输带上物体的情况下，可选择BGS和FGS两种功能中的任 何一个。 BGS是不会对比设定距离更远的背景（传输带）进行检测的功能。 FG是不会对比设定距离更近的物体，以及回到受光器的光量少于规定的物体进行检测的功能，反言之，是只对传输带进行检测的功能。回到受光器光量少的物体是指： ①检测物体的反射率极低，比黑画纸更黑的物体。 ②反射光几乎都回到投光侧，如镜子等物体。 ③反射光量大，但向随机方向发散，有凹凸的光泽面等物体。 注：③的情况下，根据检测物体的移动，有时反射光会暂时回到受光侧，所以有时需要通过OFF延迟定时器来防止高速颤动。 特长 可对微小的段差进行检测（BGS、FGS）。 不易受检测物体的颜色影响（BGS、FGS）。 不易受背景物体的影响（BGS）。 有时会受检测物体的斑点影响（BGS、FGS）。 (5)限定反射型 检测方式 与扩散反射型相同，接受从检测物体发出的反射光进行检测。设置为在投光器和受光器上仅入射
红外收发对管电路标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]
红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰， Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图。 图 38KHz调制波 对应图的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源
本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
在不同的环境，不同的需要，我们需要运用不同的光电开关，就比如漫反射光电开关一种集发射器和接收器于一体的传感器，下文是其参数介绍。 它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
特点描述 Feature Description 输出方式I / O mode ·能检测各种物体 ·具有极性保护、短路保护功能·外壳材料：黄铜镀镍 ·防护等级IP65 ·耐温-25℃~55℃ 直流两线常开 直流两线常闭 直流三线NPN常开 直流三线NPN常闭 直流三线PNP常开 直流三线PNP常闭 交流两线常开 交流两线常闭规格参数 Specification 检测方式漫反射式 产品规格M8/M12/M18/M30/FS30/FS50/FS100 电源电压10…36VDC/20…250VAC 工作电流表(晶体管/可控硅/继电器) 200mA/400mA/3A 响应时间<3ms 指向角3°...20° 电压降<1.5V 极性保护有 短路保护有 防护等级IP67 工作环境照度白炽灯(受光面照度) <=3000LUX 太阳光(受光面照度) <=10000LUX 环境温度-25℃…55℃
接线图： 以上是其参数的介绍，了解更多信息，可咨询：南京凯基特电气有限公司进行了解，这是一家专业从事传感器及胶带机保护装置研发，生产及销售的企业，产品品种繁多，门类齐全，具有电压范围宽，重复定位精度高，频率响应快，抗干扰及防水性能好，耐高温，以及安装调试方便，使用寿命长等特点，生产线具有先进的生产技术和完善的检测手段，严格参照国际标准在中国研发和生产。
《测控技术工程技能训练设计报告》 班级测控1122 学号1121203236 学生姓名段亚喆 指导教师李华李洪海 淮阴工学院 自动化学院 2015-12
红外电路收发设计 目录 前言 (3) 第1章概述 (4) 第1.1节基于单片机的红外遥控系统概述 (4) 第1.2节设计方案思路 (5) 第1.3节研发方向和技术关键 (5) 第1.4节主要技术指标 (6) 第2章总体设计 (6) 第2.1节红外遥控发射部分 (7) 第2.2节红外遥控接收部分 (8) 第2.3节红外编码标准 (9) 第3章硬件设计 (11) 第3.1节主控芯片AT89C52 (11) 第3.2 功能概述 (12) 第3.3节复位电路 (14) 第3.4节红外发射接收电路 (16) 第4 章软件设计 (17) 第4.1节总体方案 (17) 第五章仿真与调试 (18) 结论 (19) 附录程序代码 (20) 前言
近年来随着计算机在社会各领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时也带动传统的控制、检测等工作日益更新。传统的遥控器大多采用无线电遥控技术，随着科技的进步，红外线遥控技术的进一步成熟，红外遥控也逐步成为了一种被广泛应用的通信和遥控手段。为了方便实用，传统的家庭电器逐渐采用红外线遥控。工业设备中，在高压、辐射、有毒气体、粉尘等有害环境下，采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。 红外线的光谱位于红色光之外，波长是0.76～1.5μm，比红光的波长还长。红外遥控是利用红外线进行传递信息的一种控制方式，红外遥控具有抗干扰，电路简单，容易编码和解码，功耗小，成本低的优点。红外遥控几乎适用所有家电的控制。红外遥控是以调制的方式发射数据，就是把数据和一定频率的载波进行“与”操作，这样既可以提高发射效率又可以降低电源功耗。目前有很多种芯片可以实现红外发射，可以根据选择发出不同种类的编码。由于发射系统一般用电池供电，这就要求芯片的功耗要很低，芯片大多都设计成可以处于休眠状态，当有按键按下时才工作，这样可以降低功耗芯片所用的晶振应该有足够的耐物理撞击能力。红外接收头的种类很多，引脚定义也不相同，一般都有三个引脚，包括供电脚，接地和信号输出脚。根据发射端调制载波的不同应选用相应解调频率的接收头。红外接收头内部放大器的增益很大，很容易引起干扰，因此在接收头的供电脚上须加上滤波电容，一般在22uf以上。 红外遥控的特点是不影响周边环境、不干扰其它电器设备。由于其无法穿透墙壁，故不同房间的家用电器可使用通用的遥控器而不会产生相互干扰；电路调试简单，只要按给定电路连接无误，一般不需任何调试即可投入工作；编解码容易，可进行多路遥控。红外遥控虽然被广泛应用，但各产商的遥控器不能相互兼容。当今市场上的红外线遥控装置一般采用专用的遥控编码及解码集成电路，但编程灵活性较低，且产品多相互绑定，不能复用，故应用范围有限。而本文采用单片机进行遥控系统的应用设计，遥控装置将同时具有编程灵活、控制范围广、体积小、功耗低、功能强、成本低、可靠性高等特点，因此采用单片机的红外遥控技术具有广阔的发展前景。 红外线是一种光线，具有普通光的性质，可以以光速直线传播，强度可调，可以通过光学透镜聚焦，可以被不透明物体遮挡等等。特别制造的半导体发光二极管，可以发出特定波长（通常是近红外）的红外线，通过控制二极管的电流可以很方便地改变红外线的强度，达到调制的目的，因此，在现代电子工程应用中，红外线常常被用做近距离视线范围内的通讯载波，最典型的应用就是家电遥控器。使用红外线做信号载波的优点很多：成本低、传播范围和方向可以控制、不产生电磁辐射干扰，也不受干扰等等。因此被广泛地应用在各种技术领域中。 第1章概述 第1.1节基于单片机的红外遥控系统概述
红外收发对管 1、红外收发对管是一种利用红外线的开关管，接受管在接受和不接受红外线时电阻发生明显的变化，利用外围电路可以时输出产生明显的高低电平的变化，高低电平的变化输入单片机就可使之识别，从而实现智能控制。我们使用的单片机是凌阳61板，经过我们试验，在输入电压小于1.5伏时单片机识别为低电平，在输入电压大于1.85伏时单片机识别为高电平。 2、用途：蔽障、计数（记液体点滴的个数、记玻璃小球的个数、记小车轮子的转数）、寻迹 3、红外发射接收电路： 3．1输入信号采用38KHz的调制波 红外发射电路由电阻R2、三极管Q2、电阻R3与红外发射二极管D1构成，如图 接收电路由红外接收管和放大电路组成，如图 2.2。Q4接收到红外信号后，经过三极管Q1进行第一级放大，放大后的信号送入三极管Q3进行第二级放大，通过Rx就可以得到放大后的红外接收信号。 为了降低干扰，Tx一般采用调制方式，这里，其波形如图 2.3。 图2.3 38KHz调制波 对应图2.3的调制波，如果VCC为5V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为20cm；如果VCC为3V，发射接收对管的有效距离（单片机可检测）大概为10cm。3．2直接采用直流电源
本电路电路简单，性能稳定，安装方便，但距离比较近。当阻挡了接收管接收红外线的强度时，产生一个低电平的脉冲信号，由于对管的发射口径较小，单光束发射，小球相对红外装置正交落下时，很容易检测处理。 使用此电路寻迹实现小车跟黑色轨道行驶，在行驶过程中不超出该线。考虑到黑线和白纸组合，我们采用红外对管辨认路面的黑白两种不同状态。由于红外对管对黑白色的感应比较明显，又不需要很高的精度，适用于简单的寻迹。但外部影响比较大，所以须将接收头用黑皮套套上以提高信号的接受率。该小车采用三对红外对管，通过他们送入单片机信号的不同，将其逻辑组合后向小车的各个电机发送启动信号，从而，驱动小车实现寻迹功能。
光电传感器输出信号不稳定的原因有哪些以下情况可能造成光电传感器检测物体误动作 原因： ①供电不正常； ②检测频率太快； ③被测物体尺寸问题； ④被测物体不在传感器稳定检测区域内； ⑤电气干扰。 对策： ①给传感器供稳定的电压，供给的电流必须大于传感器的消耗电流； ②被测物体通过的速度必须比传感器的响应速度慢； ③被测物体尺寸必须大于标准检测物体或者最小检测物体； ④被测物体必须在传感器稳定检测范围内检测； ⑤可以做相应的防护措施，例如：在探头周围做屏蔽防护罩、把大功率设备接地等。 光电传感器检测到物体后输出状态没有变化？ 以下情况可能造成光电传感器检测到物体后没有输出： ①接线或者配置不正确： 对射型光电传感器必须由投光部和受光部组合使用，两端都需要供电; 回归反射型必须由传感器探头和回归反射板组合使用； ②供电不正确： 必须给传感器供稳定电源，如果是直流供电，必须确认正负极； ③检测物体不在检测区域内： 检测物体必须在传感器可以检测的区域内； ④传感器光轴没有对准： 对射型的投光部和受光部光轴必须对准； 回归反射型的探头部分和反光板光轴必须对准； ⑤检测物体不符合标准检测物体或者最小检测物体的标准： 检测物体不能小于最小检测物体的标准； 对射型、反射型不能很好的检测透明物体； 反射型对检测物体的颜色有要求，颜色越深，检测距离越近； ⑥环境干扰： 光照强度不能超出额定范围； 现场环境有粉尘，需要定期清理传感器探头表面； 多个传感器紧密安装，互相产生干扰； ⑦电气干扰： 周围有大功率设备，产生干扰的时候必须做相应的抗干扰措施。 光纤传感器如何选择探头? ①确定所需要的探头有没有特殊要求，如：耐曲折、耐高温、耐化学品、细径探头等;