有些成品接近開關,可能出于成本,或者接口等原因,可能達不到自己的要求。這里有一個簡單的紅外光接近開關,自制起來很容易。如下圖1所示,電路原理圖如下。
圖中的元件參數減下圖2所示。
圖1中,由555構成的振蕩器,從3腳輸出38KHz的方波信號,經過VT1驅動紅外發光管VD2,發出38KHz的紅外光脈沖。
選擇38KHz這個頻率的原因,是由于接收頭U1,是對38KHz的頻率才會響應,型號是AT138B,其中38表示38KHz,其外觀和引腳順序如圖1右側。
當有障礙物接近時,紅外光通過物體反射,被U1接收,當反射光強度足夠讓U1識別時,將從U1的輸出端輸出低電平,否則是高電平。
如果使用5V供電,U1輸出端可以得到TTL電平,便于直接與微處理器的IO引腳連接。
555構成的振蕩器,頻率計算公式如下:
t1≈0.7·(R1+R2)·C1
t2≈0.7·(R3+R4)·C1
f=1/(t1+t2)
電路調試時,盡量使輸出波形的占空比為1:1,但是稍微有點偏差無所謂,重點是,頻率不要偏離38KHz不要太遠,如果沒有示波器,可以將VD2對著U1的接收窗口,進行調節,直到U1輸出低電平,則表示頻率合適了。
紅外線的發射功率,可以通過R5調節,這決定了探測距離和靈敏度,一旦調節合適,可以將R5和R6使用一個固定電阻代替。
這個接近開關的關鍵點,不在于電路,而在于光的通路和光收發器的結構布置。
實際制作時,可以將整個探頭做成桿狀,引出三根線,即:電源正極、電源負極、信號輸出。
重點是,把U1和VD2之間用不透光的隔板隔離,VD2的側面非出光方向,用不透光的電工膠布纏住,阻止出光范圍,如下圖3和圖4所示。
這個簡單的可靠的,紅外光接近開光,只有焊接無誤,結構布局沒有漏光的情況,無需特別調試,即可正常工作。
不同物體對紅外線的吸收和放射程度不同,這如同,在相同的光線下,有些東西是白色、有些是黑色、有些是灰色,是一個道理,借助這個原理,這個接近開光,可以從觸發距離,辨別出不同的物體。
所有原件都是容易購買的原件,對于AT138B如果找不到,可以選用其他38KHz的同類型紅外接收頭。
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