CN214309129U

CN214309129U - 一种抗太阳光红外光电检测电路

Info

Publication number: CN214309129U
Application number: CN202120195118.XU
Authority: CN
Inventors: 刘冰; 华坚; 陆叶青; 陈荣
Original assignee: Warrenwell High Tech Co ltd
Current assignee: Warrenwell High Tech Co ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2031-01-25

Abstract

本实用新型提供了一种抗太阳光红外光电检测电路，其可以保障接收信号的灵敏度，提高检测准确性；其包括红外光电开关，其还包括顺序电连接的红外发射管电流控制模块、抗阳光光电接收模块、控制模块、电脑，所述红外光电开关与所述红外发射管电流控制模块相连接，所述红外发射管电流控制模块，用于控制所述红外光电开关开通时经过的电流而防止烧毁，且保障所述红外光电开关的发射强度；所述抗阳光光电接收模块，用于对所述红外发射管电流控制模块发出的信号进行放大滤波，以提供稳定的信号；所述控制模块，用于检查放大滤波后的信号，并反馈至电脑。

Description

一种抗太阳光红外光电检测电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体为一种抗太阳光红外光电检测电路。

背景技术

现有的智能病区柜内常使用红外光电开关检测试剂有无，但是实际检测过程中，由于柜内放置的多为小型玻璃瓶装试剂，有的还是全透明的，使得反射信号较弱，而由于病区柜抽屉可能会打开，暴露在一定程度的太阳光线或其它人造光线下面，而普通的红外光电开关，只调节接收信号强度，导致要么检测灵敏度过低，检测物体不灵敏，或者检测灵敏度设置过高，导致在一定强度太阳光下，有部分红外频谱射入到红外光电开关的接收管中，就很容易被误判为检测到物体，使得检测准确性低。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种抗太阳光红外光电检测电路，其可以保障接收信号的灵敏度，提高检测准确性。

其技术方案是这样的：一种抗太阳光红外光电检测电路，其包括红外光电开关，其特征在于：其还包括顺序电连接的红外发射管电流控制模块、抗阳光光电接收模块、控制模块、电脑，所述红外光电开关与所述红外发射管电流控制模块相连接，所述红外发射管电流控制模块，用于控制所述红外光电开关开通时经过的电流而防止烧毁，且保障所述红外光电开关的发射强度；所述抗阳光光电接收模块，用于对所述红外发射管电流控制模块发出的信号进行放大滤波，以提供稳定的信号；所述控制模块，用于检查放大滤波后的信号，并反馈至电脑。

其进一步特征在于：

所述红外光电开关采用红外二极管D1，所述红外发射管电流控制模块包括电阻R1～R3、三极管Q1，所述红外二极管D1的正极连接电源VCC，所述红外二极管D1的负极经所述电阻R1后连接于所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基极与所述电阻R2、R3的一端均相连接，所述三极管Q1的发射极与所述电阻R3的另一端相连后接地，所述控制模块包括微处理器MCU，所述微处理器MCU采用型号STM32单片机，所述电阻R2的另一端接于所述微处理器MCU的输出端；

所述抗阳光光电接收模块包括顺序电连接的光电转换与前置放大单元、主放大单元、滤波单元，所述光电转换与前置放大单元与所述红外发射管电流控制模块之间通过红外光连接，所述滤波单元的输出端与所述控制模块的输入端相连接；

所述光电转换与前置放大单元包括光电三极管Q2、电阻R4、R5，所述主放大单元包括放大器U1A、电阻R6、R7，所述滤波单元包括放大器U1B、电阻R8、R9、Rf、电容C1，所述光电三极管Q2的集电极、放大器U1A、U1B的8脚均接所述电源VCC，所述光电三极管Q2的发射极与所述电阻R4、R5的一端相连接，所述电阻R4的另一端、放大器U1A、U1B的4脚、电容C1的一端均接地，所述电阻R5的另一端与所述放大器U1A的3脚连接，所述放大器U1A的2脚与所述电阻R6、R7的一端均相连接，所述电阻R6的另一端接地，所述放大器U1A的1脚与所述电阻R7的另一端、电阻R9的一端均相连接，所述电阻R9的另一端与所述电容C1的另一端、放大器U1B的5脚均相连接，所述放大器U1B的6脚与所述电阻R8、Rf的一端均相连接，所述电阻R8的另一端接地，所述放大器U1B的7脚与所述电阻Rf的另一端相连后接于所述微处理器MCU的输入端，所述微处理器MCU的输出端与所述电脑相连接。

本实用新型的有益效果是，其可实现控制红外光电开关开通时经过的电流而防止烧毁，且保障红外光电开关的发射强度，随后对接收的信号进行放大滤波处理，有效滤除自然光中的太阳光强度和干扰频率，以输出稳定的信号，则微处理器在接收到该信号后，及时反馈到电脑显示，从而实现了保障接收信号的灵敏度，提高了检测准确性。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型一种抗太阳光红外光电检测电路，其包括红外光电开关，其还包括顺序电连接的红外发射管电流控制模块1、抗阳光光电接收模块2、控制模块3、电脑4，红外光电开关与红外发射管电流控制模块1相连接，红外发射管电流控制模块1，用于控制红外光电开关开通时经过的电流而防止烧毁，且保障红外光电开关的发射强度；抗阳光光电接收模块2，用于对红外发射管电流控制模块1发出的信号进行放大滤波，以提供稳定的信号；控制模块3，用于检查放大滤波后的信号，并反馈至电脑4。

红外光电开关采用红外二极管D1，红外发射管电流控制模块1包括电阻R1～R3、三极管Q1，红外二极管D1的正极连接电源VCC，红外二极管D1的负极经电阻R1后连接于三极管Q1的集电极，三极管Q1的基极与电阻R2、R3的一端均相连接，三极管Q1的发射极与电阻R3的另一端相连后接地，控制模块3包括微处理器MCU，微处理器MCU采用型号STM32单片机，电阻R2的另一端接于微处理器MCU的输出端。

抗阳光光电接收模块2包括顺序电连接的光电转换与前置放大单元、主放大单元、滤波单元，光电转换与前置放大单元与红外发射管电流控制模块1之间通过红外光连接，滤波单元的输出端与控制模块的输入端相连接。

光电转换与前置放大单元包括光电三极管Q2、电阻R4、R5，主放大单元包括放大器U1A、电阻R6、R7，滤波单元包括放大器U1B、电阻R8、R9、Rf、电容C1，光电三极管Q2的集电极、放大器U1A、U1B的8脚均接电源VCC，光电三极管Q2的发射极与电阻R4、R5的一端相连接，电阻R4的另一端、放大器U1A、U1B的4脚、电容C1的一端均接地，电阻R5的另一端与放大器U1A的3脚连接，放大器U1A的2脚与电阻R6、R7的一端均相连接，电阻R6的另一端接地，放大器U1A的1脚与电阻R7的另一端、电阻R9的一端均相连接，电阻R9的另一端与电容C1的另一端、放大器U1B的5脚均相连接，放大器U1B的6脚与电阻R8、Rf的一端均相连接，电阻R8的另一端接地，放大器U1B的7脚与电阻Rf的另一端相连后接于微处理器MCU的输入端，微处理器MCU的输出端与电脑相连接。

本实用新型可以在一定的太阳光强度下确保检测微弱信号的可靠性，避免由于检测错误而导致设备的错误运行，抗太阳光红外光电检测电路中接收电路有用信号的增益远大于太阳光的背景干扰，区分于普通太阳光照，由此本检测电路对太阳光以及其他照明光线具有很好的滤除效果，既保障接收的灵敏度，又能保障不被一定强度的太阳光干扰。

本实用新型的红外发射管电流控制模块中，微处理器MCU通过控制三极管Q1的开断，来控制红外二极管D1的亮灭，另外，通过调节电阻R2的阻值，可以控制红外二极管D1开通时经过的电流，其中，三极管Q1的放大倍数为β，电流关系流过红外二极管D1的电流Ic＝(1+β)Ib，Ib为三极管Q1的基极电流，则通过限制电阻R2的电阻值就可以限制发射功率保障红外二极管不会因为发射功率过而烧毁，又能保障一定的发射强度。

抗阳光光电接收模块中，红外二极管D1所发射的红外信号首先需要通过光电探测器转换为电信号，但是通常光电接收器所接收的信号十分微弱，往往会被周边的噪声信号所淹没，这就要对这样的微弱信号放大到后续处理电路需要的恰当幅度范围，然后再将初级放大后的信号再经过二次放大滤波后提供到微处理器MCU；而抗阳光光电接收模块中，使用光敏三极管Q2作为接受光敏器件，同时具有光电接收与放大的功能，等同于光敏二极管和三级管的组合，光电三极管是一种相当于在三极管的基极和集电极之间接入一只光电二极管的三极管，光电二极管的电流相当于二极管的基极电流，由于发射管的输出功率有限，信号幅度较小，使用光敏三级管具有更佳效果，在光电转换与前置放大单元中，电阻R4接于光敏三极管Q2的发射极，光敏三极管Q2的基极开路，无负反馈，发射极与集电极开路，光敏三极管Q2导通，首先实现光电转换，再经由光敏三极管Q2实现光电流的放大，从发射极或集电极输出放大后的电信号，输出电压Uo与光照强度呈现良好线性变换，输出电压Uo的幅值可以通过调节电阻R4进行变换；而在主放大单元中，其放大倍数为A＝1+R7/R6，具体放大倍数由R6、R7的阻值决定，为了保障后续电路的正常工作，可合理设计R6，R7的阻值，即可控制输出到微处理器MCU的信号强度，保障进入微处理器MCU的信号在可靠的工作范围内；以及通过滤波单元，实现抑制环境光引起的背景电流和减少器件噪声，滤除接收信号中的太阳光抖动杂讯，输出稳定恒压信号，最后，微处理器MCU在接收到滤波放大处理后的信号后，进行检查，并实时反馈到电脑显示。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种抗太阳光红外光电检测电路，其包括红外光电开关，其特征在于：其还包括顺序电连接的红外发射管电流控制模块、抗阳光光电接收模块、控制模块、电脑，所述红外光电开关与所述红外发射管电流控制模块相连接，所述红外发射管电流控制模块，用于控制所述红外光电开关开通时经过的电流而防止烧毁，且保障所述红外光电开关的发射强度；所述抗阳光光电接收模块，用于对所述红外发射管电流控制模块发出的信号进行放大滤波，以提供稳定的信号；所述控制模块，用于检查放大滤波后的信号，并反馈至电脑。

2.根据权利要求1所述的一种抗太阳光红外光电检测电路，其特征在于：所述红外光电开关采用红外二极管D1，所述红外发射管电流控制模块包括电阻R1～R3、三极管Q1，所述红外二极管D1的正极连接电源VCC，所述红外二极管D1的负极经所述电阻R1后连接于所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的基极与所述电阻R2、R3的一端均相连接，所述三极管Q1的发射极与所述电阻R3的另一端相连后接地，所述控制模块包括微处理器MCU，所述微处理器MCU采用型号STM32单片机，所述电阻R2的另一端接于所述微处理器MCU的输出端。

3.根据权利要求2所述的一种抗太阳光红外光电检测电路，其特征在于：所述抗阳光光电接收模块包括顺序电连接的光电转换与前置放大单元、主放大单元、滤波单元，所述光电转换与前置放大单元与所述红外发射管电流控制模块之间通过红外光连接，所述滤波单元的输出端与所述控制模块的输入端相连接。

4.根据权利要求3所述的一种抗太阳光红外光电检测电路，其特征在于：所述光电转换与前置放大单元包括光电三极管Q2、电阻R4、R5，所述主放大单元包括放大器U1A、电阻R6、R7，所述滤波单元包括放大器U1B、电阻R8、R9、Rf、电容C1，所述光电三极管Q2的集电极、放大器U1A、U1B的8脚均接所述电源VCC，所述光电三极管Q2的发射极与所述电阻R4、R5的一端相连接，所述电阻R4的另一端、放大器U1A、U1B的4脚、电容C1的一端均接地，所述电阻R5的另一端与所述放大器U1A的3脚连接，所述放大器U1A的2脚与所述电阻R6、R7的一端均相连接，所述电阻R6的另一端接地，所述放大器U1A的1脚与所述电阻R7的另一端、电阻R9的一端均相连接，所述电阻R9的另一端与所述电容C1的另一端、放大器U1B的5脚均相连接，所述放大器U1B的6脚与所述电阻R8、Rf的一端均相连接，所述电阻R8的另一端接地，所述放大器U1B的7脚与所述电阻Rf的另一端相连后接于所述微处理器MCU的输入端，所述微处理器MCU的输出端与所述电脑相连接。