CN209980071U - 一种小型智能对射光电开关电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型智能对射光电开关电路，包括发射端电路和接收端电路，发射端电路包括发射电源电路、第一单片机、红外发射管及第一三极管，发射端在第一单片机的可编程逻辑控制下，精准定时的控制第一三极管的开关作用，从而控制红外发射管发射红外信号；接收端电路包括第二单片机、接收电源电路、红外接收管、采样滤波电路及推挽输出电路，接收端电路在第二单片机的定时查询作用下精准查询发射端电路发出的红外信号，经过滤波稳定和放大作用，以精准控制后端外接的继电器。本实用新型通过嵌入连接小型体积的单片机，满足用户需安装在空间狭小环境中的需求；接收端电路设有采样滤波电路，可防外界电磁干扰。

Description

一种小型智能对射光电开关电路

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及的是一种小型智能对射光电开关电路。

背景技术

现有技术中，对射光电开关由发射端及接收端组成，对射光电开关可通过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阻断光线时，光电开关就产生开关信号，从而将信号传送至下级执行机构。但市面上的对射光电开关，普遍采用纯硬件电路设计，导致产品存在体积过大和重量过重的情况，在一些空间狭小的位置将无法安装和使用，对设备制造厂商造成极大的麻烦。同时，纯硬件电路设计的对射光电开关，其产品的调试难度也比较大，成本较高；另外，市面上发射端及接收端同时采用单片机的对射光电开关，由于设置多个单片机芯片，导致接收器抗干扰能力不足，需要增加抗干扰外罩，从而影响信号的稳定性和增大产品的体积。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种体积微小、防电磁干扰性能强、开关精准、生产成本低的小型智能对射光电开关电路。

本实用新型的技术方案如下：一种小型智能对射光电开关电路，包括发射端电路和接收端电路，所述发射端电路包括发射电源电路、第一单片机、红外发射管及第一三极管，所述发射电源电路的输出端分别与第一单片机的第五引脚、红外发射管的正极连接，所述红外发射管的负极与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极与第一单片机的第三引脚连接；所述接收端电路包括接收电源电路、第二单片机、采样滤波电路、红外接收管及推挽输出电路，所述接收电源电路的第一端与推挽输出电路的第一端连接，所述接收电源电路的第二端分别与第二单片机的第五引脚、红外接收管的负极及采样滤波电路的第一端连接，所述红外接收管的正极与采样滤波电路的第二端连接，所述第二单片机的第四引脚与推挽输出电路的第二端连接。

采用上述技术方案，所述的小型智能对射光电开关电路中，所述发射电源电路包括第一测试点、第二测试点、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容及第一电源模块，所述第一测试点与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极同时与第一电容的第一端、第二电容的第一端、第一电源模块的第一端连接，所述第一电源模块的第二端同时与第三电容的第一端、第四电容的第一端、第一单片机的第五引脚连接，所述第二测试点同时与第一电容的第二端、第二电容的第二端、第一电源模块的第三端、第三电容的第二端、第四电容的第二端连接。

采用上述各个技术方案，所述的小型智能对射光电开关电路中，所述接收电源电路包括第三测试点、第四测试点、第二二极管、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容及第二电源模块，所述第三测试点与第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极同时与第七电容的第一端、第八电容的第一端、第二电源模块的第一端、推挽输出电路的第一端连接，所述第二电源模块的第二端同时与第九电容的第一端、第十电容的第一端、第二单片机的第五引脚连接，所述第四测试点同时与第七电容的第二端、第八电容的第二端、第二电源模块的第三端、第九电容的第二端、第十电容的第二端连接。

采用上述各个技术方案，所述的小型智能对射光电开关电路中，所述采样滤波电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二三极管及第十一电容，所述第五电阻的第一端与第六电阻的第一端连接并接地，所述第五电阻的第二端分别与红外接收管的正极、第十一电容的第一端连接，所述第十一电容的第二端与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与第六电阻的第二端连接，所述第二三极管的集电极与基极之间并联有第七电阻，所述第二三极管的集电极分别与第二单片机的第六引脚、第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与接收电源电路的第二端连接。

采用上述各个技术方案，所述的小型智能对射光电开关电路中，所述发射端电路还包括有第一电阻、第二电阻、第五电容，所述第一单片机的第三引脚通过第二电阻与第一三极管的基极连接，所述红外发射管的正极通过第一电阻与第一单片机的第五引脚连接，所述第五电容的第一端与红外发射管的正极连接，所述第五电容的第二端与第一三极管的发射极连接。

采用上述各个技术方案，所述的小型智能对射光电开关电路中，所述接收端电路还包括有发光二极管和第四电阻，所述第二单片机的第三引脚与发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极经过第四电阻与第二单片机的第二引脚连接。

采用上述各个技术方案，本实用新型通过在发射端电路及接收端电路上分别嵌入连接体积微小的单片机，使得整体电路变得简洁，从而缩小产品的体积，满足用户需安装在空间狭小环境中的需求；同时，由于采用单片机的电路设计，从而使得对射光电开关的调试难度降低；在接收端电路中设有采样滤波电路，可有效防止外界电磁场的干扰；在接收端电路中设有推挽输出电路，可以增强带负载输出的能力；整体结构简单、成本较低、信号传递准确，可推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的发射端电路图；

图2为本实用新型的接收端电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

如1-图2所示，一种小型智能对射光电开关电路，包括发射端电路和接收端电路，发射端发射红外信号，接收端电路接收红外信号，实现开关控制，所述发射端电路包括发射电源电路1、第一单片机U1、红外发射管DW及第一三极管Q1，所述发射电源电路Q的输出端分别与第一单片机U1的第五引脚、红外发射管DW的正极连接，所述红外发射管DW的负极与第一三极管Q1的集电极连接，所述第一三极管Q1的发射极接地，所述第一三极管Q1的基极与第一单片机U1的第三引脚连接；所述接收端电路包括接收电源电路2、第二单片机U2、采样滤波电路3、红外接收管D4及推挽输出电路5，所述接收电源电路1的第一端与推挽输出电路5的第一端连接，所述接收电源电路1的第二端分别与第二单片机U2的第五引脚、红外接收管D4的负极及采样滤波电路3的第一端连接，所述红外接收管D4的正极与采样滤波电路3的第二端连接，所述第二单片机U2的第四引脚与推挽输出电路5的第二端连接。

如图1所示，发射端电路在第一单片机U1的编程逻辑控制下，第一单片机U1通过设定一个时间，控制第一三极管Q1的定时开关，定时控制红外发射管DW以一定的占宽比发射红外信号。接收端电路在第二单片机U2的编程逻辑控制下，第二单片机U2通过设定一个时间，控制红外接收管D4定时查询接收发射端电路发出的红外信号，经过采样滤波电路3的滤波稳定作用，从而让第二单片机U2能够精准让的推挽输出电路5输出较大的功率去控制后端外接继电器的开或关。

需要说明的是，第一单片机U1通过控制红外发射管DW以增大占宽比、增大红驱动电流，可增加红外发射管DW的红外光发射距离；相反的，红外发射管DW减小占宽比、减小驱动电流，则红外发射管DW的红外光发射距离变短。第一三极管Q1可起到一个开关的作用，与第一单片机U1内部定时功能相互配合，可在一定时间开启，一定时间关闭。

如图2所示，接收端电路在第二单片机U2内部定时功能的作用下，可定时检查发射端电路红外发射信号的有无，以此来检查红外信号是否被物体遮挡。如果接收端电路检测到有红外信号，则第二单片机U2的IO端口输出高电平，如果接收端电路没有检测到红外信号，则第二单片机U2的IO端口输出低电平。当接收端电路接收到红外信号后，可通过采样滤波电路3的滤波稳压作用，减少来自外界的电磁干扰，从而让第二单片机U2能够精准让的推挽输出电路5输出较大的功率去控制后端继电器或PLC。

如图1所示，作为优选的，所述发射电源电路1包括第一测试点TP1、第二测试点TP2、第一二极管D1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4及第一电源模块4，所述第一测试点TP1与第一二极管D1的正极连接，所述第一二极管D1的负极同时与第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端、第一电源模块4的第一端连接，所述第一电源模块4的第二端同时与第三电容C3的第一端、第四电容C4的第一端、第一单片机U1的第五引脚连接，所述第二测试点TP2同时与第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端、第一电源模块4的第三端、第三电容C3的第二端、第四电容C4的第二端连接。

需要说明的是，本实施例中，第一电源模块4包括第三单片机U3、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电容C12及电感L1，所述第三单片机U3的第一引脚经过第十二电容C12，并分别与第三单片机U3的第六引脚、电感L1的第一端连接，所述电感L1的第二端经过第十一电阻R11，并分别与第三单片机U3的第三引脚、第十电阻R10的第一端连接，所述第十电阻R10的第二端分别与第三单片机U3的第二引脚、第九电阻R9的第一端连接，所述第九电阻R9的第二端分别与第三单片机U3的第四引脚、第五引脚连接。

进一步的，所述发射端电路2还包括有第一电阻R1、第二电阻R2、第五电容C5，所述第一单片机U1的第三引脚通过第二电阻R2与第一三极管Q1的基极连接，所述红外发射管D2的正极通过第一电阻R1与第一单片机U1的第五引脚连接，所述第五电容C5的第一端与红外发射管DW的正极连接，所述第五电容C5的第二端与第一三极管Q1的发射极连接。

如图2所示，作为优选的，所述接收电源电路2包括第三测试点TP3、第四测试点TP4、第二二极管D2、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10及第二电源模块，所述第三测试点TP3与第二二极管D2的正极连接，所述第二二极管D2的负极同时与第七电容C7的第一端、第八电容C8的第一端、第二电源模块的第一端、推挽输出电路5的第一端连接，所述第二电源模块的第二端同时与第九电容C9的第一端、第十电容C10的第一端、第二单片机U2的第五引脚连接，所述第四测试点TP4同时与第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端、第二电源模块的第三端、第九电容C9的第二端、第十电容C10的第二端连接。

需要说明的是，本实施例中，所述推挽输出电路5包括复合三极管Q3、第十三电阻R13及第十四电阻R14，所述复合三极管Q3的第一引脚接地，所述复合三极管Q3的第二引脚与第二单片机U2的第四引脚连接，所述复合三极管Q3的第三引脚经过第三二极管D3与第五测试点TP5连接，所述复合三极管Q3的第四引脚与第十四电阻R14的第一端连接，所述复合三极管Q3的第五引脚分别与第十四电阻R14的第二端、第十三电阻R13的第一端连接，所述复合三极管Q3的第六引脚分别与第十三电阻R13的第二端、接收电源电路2的第一端连接。

如图2所示，作为优选的，所述采样滤波电路3包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第二三极管Q2及第十一电容C11，所述第五电阻R5的第一端与第六电阻R6的第一端连接并接地，所述第五电阻R5的第二端分别与红外接收管D4的正极、第十一电容C11的第一端连接，所述第十一电容C11的第二端与第二三极管Q2的基极连接，所述第二三极管Q2的发射极与第六电阻R6的第二端连接，所述第二三极管Q2的集电极与基极之间并联有第七电阻R7，所述第二三极管Q2的集电极分别与第二单片机U2的第六引脚、第八电阻R8的第一端连接，所述第八电阻R8的第二端与接收电源电路2的第二端连接。

如图2所示，进一步的，所述接收端电路2还包括有发光二极管D5和第四电阻R4，所述第二单片机U2的第三引脚与发光二极管D5的正极连接，所述发光二极管D5的负极经过第四电阻R4与第二单片机U2的第二引脚连接。发光二极管D5可起到一个提示红外信号的作用。需要说明的是，发光二极管D5可保持常暗状态，当接收端电路检测到红外信号时，发光二极管D5亮起；或者该发光二极管D5保持常亮状态，当接收端电路检测到红外信号时，发光二极管D5不亮。

采用上述各个技术方案，本实用新型通过在发射端电路及接收端电路上分别嵌入连接体积微小的单片机，使得整体电路变得简洁，从而缩小产品的体积，满足用户需安装在空间狭小环境中的需求；同时，由于采用单片机的电路设计，从而使得对射光电开关的调试难度降低；在接收端电路中设有采样滤波电路，可有效防止外界电磁场的干扰；在接收端电路中设有推挽输出电路，可以增强带负载输出的能力；整体结构简单、成本较低、信号传递准确，可推广使用。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种小型智能对射光电开关电路，包括发射端电路和接收端电路，发射端发射红外信号，接收端电路接收红外信号，实现开关控制，其特征在于：所述发射端电路包括发射电源电路、第一单片机、红外发射管及第一三极管，所述发射电源电路的输出端分别与第一单片机的第五引脚、红外发射管的正极连接，所述红外发射管的负极与第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极与第一单片机的第三引脚连接；

所述接收端电路包括接收电源电路、第二单片机、采样滤波电路、红外接收管及推挽输出电路，所述接收电源电路的第一端与推挽输出电路的第一端连接，所述接收电源电路的第二端分别与第二单片机的第五引脚、红外接收管的负极及采样滤波电路的第一端连接，所述红外接收管的正极与采样滤波电路的第二端连接，所述第二单片机的第四引脚与推挽输出电路的第二端连接。

2.根据权利要求1所述的小型智能对射光电开关电路，其特征在于：所述发射电源电路包括第一测试点、第二测试点、第一二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容及第一电源模块，所述第一测试点与第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极同时与第一电容的第一端、第二电容的第一端、第一电源模块的第一端连接，所述第一电源模块的第二端同时与第三电容的第一端、第四电容的第一端、第一单片机的第五引脚连接，所述第二测试点同时与第一电容的第二端、第二电容的第二端、第一电源模块的第三端、第三电容的第二端、第四电容的第二端连接。

3.根据权利要求1所述的小型智能对射光电开关电路，其特征在于：所述接收电源电路包括第三测试点、第四测试点、第二二极管、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容及第二电源模块，所述第三测试点与第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极同时与第七电容的第一端、第八电容的第一端、第二电源模块的第一端、推挽输出电路的第一端连接，所述第二电源模块的第二端同时与第九电容的第一端、第十电容的第一端、第二单片机的第五引脚连接，所述第四测试点同时与第七电容的第二端、第八电容的第二端、第二电源模块的第三端、第九电容的第二端、第十电容的第二端连接。

4.根据权利要求1所述的小型智能对射光电开关电路，其特征在于：所述采样滤波电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第二三极管及第十一电容，所述第五电阻的第一端与第六电阻的第一端连接并接地，所述第五电阻的第二端分别与红外接收管的正极、第十一电容的第一端连接，所述第十一电容的第二端与第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与第六电阻的第二端连接，所述第二三极管的集电极与基极之间并联有第七电阻，所述第二三极管的集电极分别与第二单片机的第六引脚、第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与接收电源电路的第二端连接。

5.根据权利要求1所述的小型智能对射光电开关电路，其特征在于：所述发射端电路还包括有第一电阻、第二电阻、第五电容，所述第一单片机的第三引脚通过第二电阻与第一三极管的基极连接，所述红外发射管的正极通过第一电阻与第一单片机的第五引脚连接，所述第五电容的第一端与红外发射管的正极连接，所述第五电容的第二端与第一三极管的发射极连接。

6.根据权利要求1所述的小型智能对射光电开关电路，其特征在于：所述接收端电路还包括有发光二极管和第四电阻，所述第二单片机的第三引脚与发光二极管的正极连接，所述发光二极管的负极经过第四电阻与第二单片机的第二引脚连接。

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