開放式紅外傳感器的製作方法
2023-05-06 02:20:41 3
專利名稱：開放式紅外傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳感器領域，特別是一種不帶屏蔽的開放式紅外傳感器。
目前，市場上的紅外傳感器大多用於工業領域，採用複雜的金屬機械結構屏蔽，體積相對較大，成本多在幾百元以上。
本實用新型的目的就是設計一套允許不帶屏蔽的開放式紅外傳感器，使其能夠拆成五米以上的對射式接收；使其在反射式短距離測距時(1米以內)，在反射面一定的情況下，測距精度不受外界環境的影響。
本實用新型的目的是這樣實現的一種開放式紅外傳感器，其特徵在於是由紅外發射電路和紅外接收電路組成，其中a)、紅外發射電路主要由雙時基電路NE556，發射二級管HG及外圍元件組成，雙時基電路的輸出端5腳、9腳分別接二隻集一射極串聯的三極體T2、T1的基極，穩壓管3C1接電源與T2的基極之間，T2的發射極接發射二極體HG的正極，其負極接地。
b)、紅外接收電路主要由光敏三極體T3(3DU80)和二片運算放大器LM358組成，其中光敏三極體T3的發射極接運算放大器A1的同向輸入端，基極與反相式低通濾波器A2的輸出端連接，電阻R1』、R2』、R3』串聯連接R1、R2的連接點接光電三極體的集電極，R2』、R3』的連接點接A2的同相輸入端，A2的反相輸入端通過電阻R8』連接A1的輸出端；A1的輸出端又接A3的同相輸入端，A3反相輸入端接LC振蕩電路，運算放大器A3輸出通過濾波電容C9、整流二極體D1、D2及電阻R17接運算放大器A4的反相輸入端，A4的同相端為參考電壓0.5V；A4的輸出端7接負載。
——所述的負載可以為發光二極體LED，也可以為可發出聲光的由集成電路KD153、三極體2SC2458、2SA1048及喇叭、發光二極體構成的負載電路。
本實用新型可用於對射式的發射、接收，也可以用於反射式的短距離測距，是一種不帶屏蔽的紅外發射、接收電路。本實用新型具有體積小，成本低等特點，以能夠方便地用於各類電子玩具類及小電子產品中。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明
圖1為本實用新型實施例之一的用於視力保護儀的紅外發射電路圖。
圖2為本實用新型實施例之一的用於視力保護儀的紅外接收電路圖圖3為本實用新型負載電路之一。
圖1為紅外發射部分電路圖；它主要由發射二極體HG423及雙時基電路NE556組成。
根據f5＝1.443／［(R1＋2R2)C2］可以得出NE556的5腳輸出為1Hz左右的低頻振蕩。由f9＝1.443／［(R5＋2R6)C4］可以得出9腳輸出為6KHz左右的高頻振蕩，即發射紅外光的調製頻率，它與接收電路的中心頻率相符，可以有效的消除幹擾。穩壓管3C1可以控制電源電壓變化帶來的發射功率變化。
圖2為接收部分電路圖它主要由光敏三極體3DU80和二片運算放大器LM358組成。電路包括電源濾波、直流抑制、選頻、濾波、整流等措施。
經調製的紅外光信號(發射頻率約1Hz，載頻約為6KHz)及環境光幹擾一起被光敏電晶體3DU80接收，經射隨器(發射極)輸出，至運放A1的同相輸入端，該電路反相輸入端接R6和C3，然後接地。此時，對信號進行了初級放大，實驗證實信號放大約四倍而對頻率很低的環境光幹擾也同時放大了一倍。A2接成反相低通濾波器，A2的截止頻率設置原則為濾掉信號，而讓環境光幹擾分量通過，負反饋到光敏管基極，以抵消環境光幹擾的影響，從而有利於提取混在環境光中的光信號。避免了檢測器由於強環境光背景的影響而飽和。
R4基極相串電阻應選大一些，500K以上。以免對光生基極信號電流的分流太大。
A3、A4為第二片運算放大器。對於第一個檢測器的輸出信號進行進一步放大。信號至A3的同相輸入端放大。反相輸入端接LC振蕩電路，L1電感量在30～40mH之間與C6電容諧振在6KHz左右。C9電容值越小，可直接濾掉的交流信號頻率就越高。D1、D2為整流電路，最好採用ZAP型二極體，A4也採用了放大器的形式是為了加強負載能力。A4同相端為參考電壓0.5V。反相端輸入為高電平時，輸出為低電平；反之，為高電平。當其以1Hz的振蕩頻率輸入時，就實現了同頻率的方波輸出。電路中R10、R16、C10能夠有效的抑制失真，防止電路自擊。
當負載以發光二極體指示時，如圖2所接LED會以1Hz的頻率閃亮；當負載如圖3所接時，伴隨發光管閃亮，會發出有節奏的「叮咚」聲。
本實用新型應用的產品實例有視力保護儀反射式應用測試距離40cm，誤差±2cm，已通過北京市電子產品質檢中心驗證。
光電打耙槍對射式應用感應距離5m，電路成本均在幾十元以內。
權利要求1.一種開放式紅外傳感器，其特徵在於是由紅外發射電路和紅外接收電路組成，其中a)、紅外發射電路主要由雙時基電路NE556，發射二級管HG及外圍元件組成，雙時基電路的輸出端5腳、9腳分別接二隻集一射極串聯的三極體T2、T1的基極，穩壓管3C1接電源與T2的基極之間，T2的發射極接發射二極體HG的正極，其負極接地；b)、紅外接收電路主要由光敏三極體T3(3DU80)和二片運算放大器LM358組成，其中光敏三極體T3的發射極接運算放大器A1的同向輸入端，基極與反相式低通濾波器A2的輸出端連接，電阻R1』、R2』、R3』串聯連接，R1』、R2』的連接點接光電三極體的集電極，R2』、R3』的連接點接A2的同相輸入端，A2的反相輸入端通過電阻R8』連接A1的輸出端；A1的輸出端又接A3的同相輸入端，A3反相輸入端接LC振蕩電路，運算放大器A3輸出通過濾波電容C9、整流二極體D1、D2及電阻R17接運算放大器A4的反相輸入端，A4的同相端為參考電壓0.5V；A4的輸出端7接負載。
2.根據權利要求1所述的開放式紅外傳感器，其特徵在於負載可以為發光二極體LED，也可以為可發出聲光的由集成電路KD153、三極體2SC2458、2SA1048及喇叭、發光二極體構成的負載電路。
專利摘要一套允許不帶屏蔽的紅外發射、接收電路。它的發射電路由發射管HG423和一片NE556組成，發出頻率為1Hz，調製頻率為6KHz的紅外光信號；它的接收電路主要由光敏三極體3DU80和二片運放LM358組成，當作為反射式一米以內測距時，精度不受外界環境光的影響。產品實例為「視力保護儀」測試距離40cm誤差±2cm；當把電路分成兩個不相連的部分時。其對射傳感距離不小於五米。產品實例為「光電打靶槍」。
本實用新型電路體積小，形狀任意變化，成本在幾十元以內。
文檔編號H04B10/02GK2214054SQ9520445
公開日1995年11月29日 申請日期1995年3月9日 優先權日1995年3月9日
發明者趙子春 申請人:趙子春