作者:admin   發(fā)布時間:2015/9/15 18:33:48   瀏覽次數(shù):2155

1.主要類型

光電傳感器根據(jù)檢測模式的不同可分為如下幾種：

（1）反射式光電傳感器將發(fā)光器與光敏器件置于一體內，發(fā)光器發(fā)射的光被檢測物反射到光敏器件。

（2）透射式光電傳感器將發(fā)光器與光敏器件置于相對的兩個位置，光束也是在兩個相對的物體之間，穿過發(fā)光器與光敏器件的被檢測物體回阻斷光束，并啟動受光器。

（3）聚焦式光電傳感器將發(fā)光器與光敏器件聚焦于特定距離，只有當被檢測物體出現(xiàn)在聚焦點時，光敏器件才會接受到發(fā)光器發(fā)出的光束。

1）利用反射式光電傳感器檢測黑白物體

利用反射式光電傳感器檢測黑白物體的電路如圖

由于黑色物體和白色物體的反射系數(shù)不同，調節(jié)反射式光電傳感器與檢測對象之間的距離，使光敏三極管就只能接受到白色物體反射回來的光束。而對于黑色物體由于其反射系數(shù)小，所反射回來的光束很弱，光敏三極管無法接受到反射光。利用反射光可以使光敏三極管實現(xiàn)導通和關斷，從而實現(xiàn)對黑白物體的分辨。

電路工作過程如下：當被測物體是黑色物體時，紅外光電二極管U1發(fā)射出的光，被反射回來的很弱，光敏三極管無法導通，所以A點此時為高電平，通過反相器7414，FPGA或者微控制器接受到的信號是低電平。當被測物體是白色物體時，紅外光電二極管U1發(fā)射的光，被反射回來的很強，光敏三極管導通，所以A點此時為低電平，通過反相器7414，FPGA或者微控制器接受到的信號是高電平；FPGA或者微控制器檢測輸入的電平，即可以判斷此時被檢測物體是白色物體還是黑色物體。

集成光電檢測器

集成的光電傳感器

（1）分類

集成的光電傳感器主要有反射式光電開關、會聚式光電開關、透射式光電開關、反射板式光電開關、光纖穿透式開關、光纖反射式開關等幾種，一般采用前三種。

（2）工作光源

采用的工作光源主要有可見紅光（650nm）、可見綠光（510nm）和紅外光（800～940nm）。不同的光源在具體情況下各有其長處。例如：在不考慮被測物體顏S***Q況下，紅外光有較寬的敏感范圍，而可見紅光或綠光特別適合于反差檢測，光源的顏色必須根據(jù)被測物體的顏色來選擇，紅色物體與紅色標記宜用綠光（互補色）進行檢測。

（3）外形

按照外殼形狀可分為：螺紋圓柱形系列，圓柱形系列，方形系列，槽型貫穿形系列。比較常用的螺紋圓柱形系列外形如圖3.6.21所示。

（4）接線圖與電感式接近傳感器相同。具體型號可進入有關網(wǎng)站查詢。

螺紋園柱型光電傳感器

往屆應用

探測路面黑線的基本原理：光線照射到路面并反射，由于黑線和白紙對光的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光強弱來判斷是否是黑線。利用這個原理，可以控制小車行走的路跡。下面幾種可行的方案是根據(jù)本原理設計的：

方案一：采用普通的發(fā)光二極管及光敏電阻組成的發(fā)射接收方案，如圖1-1所示。其工作原理：當無光照時，光敏電阻呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，又分壓公式可知，電阻R2無壓降三極管截止，三極管的集電極輸出高電平；反之，當有光照的時候，光敏電阻接收到反射的光，其阻值下降，由分壓公式，R2有壓降三極管導通，輸出低電平，利用高低電平可以判斷控制小車的形程和方向。本方案能達到基本的控制要求，但是它的缺點在于容易受到外界光線的干擾，不易于控制小車的行跡，損壞了信號采集的效果。主要是因為可見光的反射效果跟地表的平坦程度、材料的反射情況有關直接影響到檢測效果。

1-1發(fā)光二極管及光敏電阻組成的發(fā)射接收方案

方案二：脈沖調制的反射式紅外發(fā)射接收器。由于采用該有交流分量的調制信號，側可大幅度減少外界干擾；另外紅外發(fā)射接收管的最大工作電流取決于平均電流。如果采用占空比小的調制信號，再平均電流不變的情況下，瞬時電流很大（50~100mA），則大大提高了信噪比。并且其反應靈敏，外圍電路也很簡單。如圖1-2所示。它的優(yōu)點是消除了外界光線的干擾提高了靈敏度，制作比較簡單。

1-2脈沖調制的反射式紅外發(fā)射接收方案

由以上兩種方案比較可知。方案二要比方案一優(yōu)勢大，市場上很多紅外觀點探頭也都基于這個原理。其電路簡單，工作可靠，性能比較穩(wěn)定。從而避免了電路的復雜性，因此我先用方案二作為小車的監(jiān)測系統(tǒng)。

2．電動機的選擇

市場上用很多種類的小電壓直流電動機，很方便的選擇到。主要有普通電動機、和步進電動機。

方案一：采用步進電機，步進電動機的一個顯著的特點就是具有快速啟動和停止能力，能夠達到我們所要求的標準。如果負荷不超過步進電機所能提供的動態(tài)轉矩值，就能夠立即是步進電機啟動或反轉。其轉換靈敏度比較高。正轉、反轉控制靈活。但是步進電機的價格比較昂貴，對于我們的現(xiàn)狀相差太遠。

方案二：采用普通的直流電機。直流電機具有優(yōu)良的調速特性，調速平滑、方便。調整范圍廣；過載能力強，能承受頻繁的沖擊負載，可實現(xiàn)頻繁的無極快速啟動、制動和反轉。能滿足各種不容的特殊運行要求。

由于普通直流電機價格適宜，更易于購買，并且電路相對簡單，因此建議采用直流電機作為動力源。

3．電動機驅動方案的選擇

方案一：采用電路網(wǎng)絡或數(shù)字電位器調整電動機的分壓，從而達到調整速度目的。但是組織網(wǎng)絡只能是先有極調速，而數(shù)字電阻的元器件價格比較昂貴，且可能存在于干擾。更主要的問題在于一般電動機的電阻比較小丹電流很大，分壓不僅會降低效率，而且實現(xiàn)很困難。

方案二：采用繼電器對電動機的開關控制，通過控制開關的切換速度實現(xiàn)對小車的速度進行調整。這個電路的優(yōu)點是電路較為簡單，缺點是繼電器的響應時間長，易于損壞，壽命較短、可靠性小。

方案三：采用四個大功率晶體管組成H橋式電路，四個大功率晶體管分為兩組，交替導通和截止，用單片機控制使之工作在開關狀態(tài)，進而控制電機的運行。該控制電路由于四個大功率晶體管只工作在飽和與截止狀態(tài)下，效率非常高，并且大功率晶體管開關的速度很快，穩(wěn)定性也極強，是一種廣泛采用的電路。