广告

光电传感器工作原理（红外线光电传感器原理）

光电传感器能够实现控制，是通过将光强度的变化转变为电信号的变化来达成的。

光电传感器通常由三部分构成。这三部分分别是：发送器；接收器；检测电路。

在接收器的后面是检测电路，它能够滤出有效信号并应用该信号。

此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。

三角反射板是一种发射装置，其结构牢固。它由很小的三角锥体反射材料构成，能够让光束准确地从反射板中返回，这具有实用意义。它能够在光轴 0 到 25 的范围内改变发射角，使得光束几乎从一根发射线出发，经过反射后，依然从这根反射线返回。

分类和工作方式

⑴槽型光电传感器

槽形光电是将一个光发射器和一个接收器面对面地安装在一个槽的两侧。发光器能够发出红外光或可见光，在没有阻碍的情况下，光接收器能够接收到光。然而，当被检测物体从槽中通过时，光会被遮挡，此时光电开关便会动作，输出一个开关控制信号，切断或接通负载电流，以此完成一次控制动作。槽形开关的检测距离由于受到整体结构的限制，一般只有几厘米。

⑵对射型光电传感器

发光器和收光器分离开，就能使检测距离加大。一个发光器和一个收光器组成的光电开关被称为对射分离式光电开关，也简称对射式光电开关。它的检测距离能达到几米甚至几十米。使用时，将发光器和收光器分别安装在检测物通过路径的两侧，当检测物通过时会阻挡光路，此时收光器就会动作并输出一个开关控制信号。

⑶反光板型光电开关

将发光器与收光器装入同一个装置内，在该装置的前方安装一块反光板，借助反射原理来达成光电控制作用的，被称作反光板反射式（或反射镜反射式）光电开关。通常情况下，发光器所发出的光会被反光板反射回来并被收光器接收；倘若光路被检测物所遮挡，导致收光器无法接收到光，那么光电开关就会动作，输出一个开关控制信号。

⑷扩散反射型光电开关

它的检测头内装有发光器和收光器，然而前方并未设置反光板。通常情况下，发光器发出的光，收光器无法接收到。当检测物通过并挡住光，且将光部分反射回来时，收光器就能接收到光信号，进而输出一个开关信号。

红外接收头工作原理

红外接收头通常是接收、放大、解调为一体的头。一般情况下，红外信号经接收头解调后，数据“0”和“1”的区别主要体现在高低电平的时间长短或者信号周期方面。在单片机进行解码时，通常会把接收头的输出脚连接到单片机的外部中断上，然后结合定时器来判断外部中断间隔的时间，以此获取数据。重点在于找到数据“0”与“1”之间的波形差异。

3 条腿的红外接收头通常是接收、放大、解调集于一体的头。其接收头输出的是解调后的数据信号，若想了解具体的信号格式，可搜索“红外 信号 格式”，相关内容有很多。并且在单片机中需要有相应的读取程序。

红外通信通过红外技术来达成两点间的近距离保密通信以及信息转发。它通常由两部分构成，分别是红外发射系统和接收系统。发射系统会对一个红外辐射源进行调制，然后发射出红外信号；接收系统则借助光学装置和红外探测器来进行接收。这样就形成了红外通信系统。

首先来讲一讲红外线是什么。我们知晓，人的眼睛能够看到的可见光，按照波长从长到短进行排列，依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫这些颜色。在其中，红光的波长范围是 0.62 至 0.76μm；紫光的波长范围是 0.38 至 0.46μm。比紫光波长更短的光被称作紫外线，而比红光波长更长的光则被叫做红外线。近红外线的波长在 0.76～1.5μm 之间。

红外遥控系统

常用的红外遥控系统通常分为发射部分和接收部分。发射部分的主要元件是红外发光二极管。它其实是一只特别的发光二极管，因为其内部材料和普通发光二极管不一样，所以在两端加上一定电压时，它发出的是红外线而非可见光。当下大量使用的红外发光二极管发出的红外线波长约为 左右，其外形跟普通发光二极管一样，只是颜色有所不同。红外发光二极管通常有黑色、深蓝以及透明这三种颜色。判断红外发光二极管好坏的办法和判断普通二极管是相同的，即通过用万用表的电阻挡来测量一下红外发光二极管的正、反向电阻就可以了。而要精确测定红外发光二极管的发光效率，需要使用专门的仪器，在业余条件下，只能通过拉距法来进行粗略的判定。

红外接收管属于接收部分，它是一种光敏二极管。在实际应用里，必须给红外接收二极管加上反向偏压，它才能正常工作。也就是说，红外接收二极管在电路中应用时是反向运用的，只有这样才能获得较高的灵敏度。红外接收二极管通常有圆形和方形这两种。

红外发光二极管的发射功率通常较小，所以红外接收二极管接收到的信号较为微弱，故而需要增加高增益放大电路。前些年经常使用μ等红外接收专用放大电路。近几年无论是业余制作还是正式产品，大多都采用成品红外接收头。成品红外接收头的封装大致有两种，一种是用铁皮进行屏蔽，另一种是塑料封装。它有三只引脚，分别是电源正（VDD）、电源（GND）以及数据输出（VO 或 OUT）。不同型号的红外接收头，其引脚排列是不一样的，需要参考厂家的使用说明。成品红外接收头的优势在于无需进行复杂的调试和外壳屏蔽，使用起来就像一只三极管那样，十分便捷。不过在使用过程中要留意成品红外接收头的载波频率。红外遥控常用的载波频率为一定值，此值由发射端所使用的晶振决定。在发射端需对晶振进行整数分频，通常分频系数取 12，故而÷12 约等于 37.9 kHz 约等于该频率。还有一些遥控系统会采用其他频率，如、、等，这些频率一般由发射端晶振的振荡频率来决定。

红外遥控有不影响周边环境且不干扰其它电器设备的特点。因为它无法穿透墙壁，所以不同房间的家用电器使用通用的遥控器就不会相互干扰。其电路调试简单，只要按给定电路连接无误，通常无需任何调试就能投入工作。并且编解码容易，还可进行多路遥控。

各生产厂家生产了众多红外遥控专用集成电路，在需要的时候，按照图样去寻找相应的集成电路就可以了。所以，如今红外遥控在家用电器以及室内近距离（小于 10 米）的遥控领域得到了广泛的运用。

多路控制的红外遥控系统

多路控制的红外发射部分通常有许多按键，这些按键代表着不同的控制功能。发射端按下某一按键后，在接收端会相应地出现不同的输出状态。接收端的输出状态大致可分成五种形式，分别是脉冲、电平、自锁、互锁、数据。其中“脉冲”输出的情况是，当按下发射端按键时，接收端的对应输出端会输出一个“有效脉冲”，其宽度一般在某个范围左右。发射端按下键时，“电平”输出指接收端对应输出端会输出“有效电平”；发射端松开键时，接收端的“有效电平”会消失。这里的“有效脉冲”和“有效电平”，其状态可能是高，也可能是低，这取决于相应输出脚的静态情况，若静态时为低，那么“高”就是有效；若静态时为高，那么“低”就是有效。在大多数情况下，“高”是有效的。

“互锁”输出是指多个输出之间会互相清除。在同一时间内，只有一个输出是有效的。电视机的选台属于此种情况，还有其他的，像调光、调速、音响的输入选择等。“数据”输出的意思是给一些发射键编上号码，借助接收端的几个输出构成一个二进制数，以此来表示不同的按键输入。通常情况下，接收端除了有几位数据输出之外，还应该有一位“数据有效”输出端，这样后级就能适时地获取数据。这种输出形式通常被用于与单片机或微机进行接口。

除以上输出形式外，还有“锁存”以及“暂存”这两种形式。“锁存”输出的意思是，对于发射端每次发出的信号，接收端会将对应的输出进行“储存”，一直到接收到新的信号才会停止；“暂存”输出和前面所介绍的“电平”输出是相似的。

广告

关于立创商城

这样能保证是原装正品。

推荐在立创商城采购元器件。注册后能够领取 15 元无门槛使用的优惠券。如果需要业务编号，就填写“N”。也可以直接点击阅读原文进行注册。