光电接近开关电路

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1、图1感测开关(N.O型)动作若是N.C型，则动作相反，远离为ON，靠近为OFF。各种不同感测组件，(光电，磁感测，超音波……)都可以当近接开关的传感器。至于开关接点的型式，有晶体管接点，金属接点和可控硅接点。目前我们要谈的产品，是以光电组件当感测头，所以必须有一个光发射器和一个光接收器，我它们并列安装，由物体靠近时把发射光反射回来，接收端所得到的反射量的大小，代表物体的远近。                                             图2光电接近开关方块图一般感测用书所

2、介绍的光学近接式开关实习线路，大都采用直流驱动(像光遮断器的接法)，虽然方便实习进行。但却是不负责任的做法或经验不足。因近接开关乃以发射光经物体反射接收来判断。若一直流驱动，则任何光源变化或阴影都会被接收，而造成不确定的错误动作。所以真正的光学式近接开关，采用红外线波长的发光二极管和光敏三极管外，最重要的是：以交流驱动(而非直流驱动)，由振荡器产生固定频率f0的信号，经电流放大，去驱动发光二极管，便能发出频率为f0的光脉波。接收端所接到的信号，可能有任何光源的变化，但经过中心频率为0f的带通滤波器，

3、滤除f0以外的信号后，只有与f0频率相同的信号被放大。而其电压的大小将随距离的远近而改变。经放大后的交流信号(频率为f0)，若加以整流，便能把交流变成直流，就能很方便地用电压比较器加以判断，最后才控制开关的ON和OFF。2.电路分析                                    图3光学式接近开关电路分析(1)振荡器：OP1任何能够产生方波，脉波或正玄波的电路，都可以当本单元的振荡器。目前我们使用OP1当做方波振荡电路，并由R和C来决定振荡频率f0的大小。若C=0.1μF，R

4、=4.55kΩ，便能得到f0=kHz的方波。而这个振荡电路我们可以由GS-03完成之。                                 图4GS-03改装成振荡器图4中，决定振荡频率的R和C，已知C=0.1μF，R=RVA和(10k+ RV3)并联，若RV3 调成0Ω，则=(20k可变电阻)//(10kΩ固定电阻)，调RVA 能得到R=4.55kΩ……RVA=8.34kΩ时※也可以用一个8.2k的电阻取代RVA(2)电流放大：Q1                           

5、           图5电流放大的说明事实上近接开关侦测的距离都非常短，大都在10mm(1公分)以内，可以不必加电流放大级。但我们希望把光发射的强度增大，使发射距离增长，那么就可以把这些电路也当成红外线遥控开关来使用。                             图6红外线遥控应用把反射组态，变成对设组态的安排便成了红外线遥控电路。此时除了可以当遥控开关外，也可以当远距离的光遮断器使用。判断有没有物体通过，或拿来当防盗感应器，侦测有没有入侵者。(3)带通滤波器：OP2OP2配合一些电阻

6、与电容组成带通滤波器，目前设计成中心频率为1kHz。                      图7带通滤波器特性说明简言之，带通滤波器乃抑制中心频率f0以外的信号，即消除其它频率(被视为杂讯)的干扰。只让1kHz的信号通过。(4)信号放大：OP3OP3只是一个普通的相反放大器，把带通滤波器所得到1kHz的信号加以放大，以利往后的电压比较和判断。OP3的电路，可以拿GS-03~GS-06来完成。(5)整流电路：D2                                     图8半波整流

7、与滤波当物体越近时，OP3的输出电压V03 越大，当电压足以让二极管导通(约0.7V~1V以上)时，便具有半波整流的功用，再加上CF 滤波，便能得到VDC的直流电压。物体靠近VDC上升，物体远离VDC下降。则能以VDC 的大小，代表物体的近远。