光電傳感器工作原理（紅外線光電傳感器原理）
光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的,。
光電傳感器在一般情況下,，有三部分構(gòu)成,，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路,。
發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束,，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED),、激光二極管及紅外發(fā)射二極管,。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度,。接收器有光電二極管,、光電三極管、光電池組成,。在接收器的前面,，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路,，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。
此外,，光電開關(guān)的結(jié)構(gòu)元件中還有發(fā)射板和光導(dǎo)纖維,。
三角反射板是結(jié)構(gòu)牢固的發(fā)射裝置。它由很小的三角錐體反射材料組成,，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回,，具有實用意義。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角,，使光束幾乎是從一根發(fā)射線,，經(jīng)過反射后，還是從這根反射線返回,。
分類和工作方式
⑴槽型光電傳感器
把一個光發(fā)射器和一個接收器面對面地裝在一個槽的兩側(cè)的是槽形光電,。發(fā)光器能發(fā)出紅外光或可見光,，在無阻情況下光接收器能收到光,。但當(dāng)被檢測物體從槽中通過時,，光被遮擋，光電開關(guān)便動作,。輸出一個開關(guān)控制信號,，切斷或接通負(fù)載電流,，從而完成一次控制動作。槽形開關(guān)的檢測距離因為受整體結(jié)構(gòu)的限制一般只有幾厘米,。
⑵對射型光電傳感器
若把發(fā)光器和收光器分離開,，就可使檢測距離加大,。由一個發(fā)光器和一個收光器組成的光電開關(guān)就稱為對射分離式光電開關(guān)，簡稱對射式光電開關(guān),。它的檢測距離可達(dá)幾米乃至幾十米。使用時把發(fā)光器和收光器分別裝在檢測物通過路徑的兩側(cè),，檢測物通過時阻擋光路,，收光器就動作輸出一個開關(guān)控制信號。
⑶反光板型光電開關(guān)
把發(fā)光器和收光器裝入同一個裝置內(nèi),，在它的前方裝一塊反光板,，利用反射原理完成光電控制作用的稱為反光板反射式(或反射鏡反射式)光電開關(guān),。正常情況下,，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來被收光器收到；一旦光路被檢測物擋住,，收光器收不到光時,，光電開關(guān)就動作,，輸出一個開關(guān)控制信號。
⑷擴(kuò)散反射型光電開關(guān)
它的檢測頭里也裝有一個發(fā)光器和一個收光器，但前方?jīng)]有反光板,。正常情況下發(fā)光器發(fā)出的光收光器是找不到的,。當(dāng)檢測物通過時擋住了光,，并把光部分反射回來,，收光器就收到光信號,，輸出一個開關(guān)信號。
紅外接收頭一般是接收、放大,、解調(diào)一體頭，一般紅外信號經(jīng)接收頭解調(diào)后,，數(shù)據(jù) “0”和“1”的區(qū)別通常體現(xiàn)在高低電平的時間長短或信號周期上，單片機(jī)解碼時,，通常將接收頭輸出腳連接到單片機(jī)的外部中斷，結(jié)合定時器判斷外部中斷間隔的時間從而獲取數(shù)據(jù),。重點是找到數(shù)據(jù)“0”與“1”間的波形差別。
3條腿的紅外接收頭一般是接收,、放大,、解調(diào)一體頭,，接收頭輸出的是解調(diào)后的數(shù)據(jù)信號（具體的信號格式，搜“紅外 信號 格式”,，一大把）,，單片機(jī)里面需要相應(yīng)的讀取程序。
紅外通信是利用紅外技術(shù)實現(xiàn)兩點間的近距離保密通信和信息轉(zhuǎn)發(fā),。它一般由紅外發(fā)射和接收系統(tǒng)兩部分組成,。發(fā)射系統(tǒng)對一個紅外輻射源進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射紅外信號，而接收系統(tǒng)用光學(xué)裝置和紅外探測器進(jìn)行接收,，就構(gòu)成紅外通信系統(tǒng),。
先講一講什么是紅外線。我們知道,，人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列,，依次為紅、橙,、黃,、綠、青,、藍(lán),、紫。其中紅光的波長范圍為0.62～0.76μm,；紫光的波長范圍為0.38～0.46μm,。比紫光波長還短的光叫紫外線，比紅光波長還長的光叫紅外線,。紅外線遙控就是利用波長為0.76～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號的,。
常用的紅外接收頭有以下外形：
IRM138S系列 IRM338 IRM38A系列 IRM38B系列
紅外遙控系統(tǒng)
常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管,。它實際上是一只特殊的發(fā)光二極管,，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時,，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光,。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右,，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同,。紅外發(fā)光二極管一般有黑色,、深藍(lán)、透明三種顏色,。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的辦法與判斷普通二極管一樣：用萬用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正,、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測定,，而業(yè)余條件下只能用拉距法來粗略判定,。
接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管,。在實際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作,，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運用,，這樣才能獲得較高的靈敏度,。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。
由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率一般都較?。?00mW左右），所以紅外接收二極管接收到的信號比較微弱,，因此就要增加高增益放大電路,。前些年常用μPC1373H,、CX20106A等紅外接收專用放大電路。最近幾年不論是業(yè)余制作還是正式產(chǎn)品,，大多都采用成品紅外接收頭,。成品紅外接收頭的封裝大致有兩種：一種采用鐵皮屏蔽,；一種是塑料封裝,。均有三只引腳,，即電源正（VDD）、電源（GND）和數(shù)據(jù)輸出（VO或OUT）,。紅外接收頭的引腳排列因型號不同而不盡相同,，可參考廠家的使用說明,。成品紅外接收頭的優(yōu)點是不需要復(fù)雜的調(diào)試和外殼屏蔽,，使用起來如同一只三極管,，非常方便,。但在使用時注意成品紅外接收頭的載波頻率,。紅外遙控常用的載波頻率為38kHz,，這是由發(fā)射端所使用的455kHz晶振來決定的。在發(fā)射端要對晶振進(jìn)行整數(shù)分頻,，分頻系數(shù)一般取12,，所以455kHz÷12≈37.9 kHz≈38kHz,。也有一些遙控系統(tǒng)采用36kHz,、40kHz、56kHz等,，一般由發(fā)射端晶振的振蕩頻率來決定,。
紅外遙控的特點是不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備,。由于其無法穿透墻壁,，故不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單,，只要按給定電路連接無誤,，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易,，可進(jìn)行多路遙控,。
由于各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了大量紅外遙控專用集成電路，需要時按圖索驥即可,。因此,，現(xiàn)在紅外遙控在家用電器、室內(nèi)近距離（小于10米）遙控中得到了廣泛的應(yīng)用,。
多路控制的紅外遙控系統(tǒng)
多路控制的紅外發(fā)射部分一般有許多按鍵,，代表不同的控制功能。當(dāng)發(fā)射端按下某一按鍵時,，相應(yīng)地在接收端有不同的輸出狀態(tài),。接收端的輸出狀態(tài)大致可分為脈沖、電平,、自鎖,、互鎖、數(shù)據(jù)五種形式,?！懊}沖”輸出是當(dāng)按發(fā)射端按鍵時，接收端對應(yīng)輸出端輸出一個“有效脈沖”,，寬度一般在100ms左右,。“電平”輸出是指發(fā)射端按下鍵時,，接收端對應(yīng)輸出端輸出“有效電平”,，發(fā)射端松開鍵時，接收端“有效電平”消失,。此處的“有效脈沖”和“有效電平”,，可能是高、也可能是低,，取決于相應(yīng)輸出腳的靜態(tài)狀況,，如靜態(tài)時為低，則“高”為有效,；如靜態(tài)時為高,，則“低”為有效。大多數(shù)情況下“高”為有效,。
“自鎖”輸出是指發(fā)射端每按一次某一個鍵,，接收端對應(yīng)輸出端改變一次狀態(tài)，即原來為高電平變?yōu)榈碗娖?，原來為低電平變?yōu)楦唠娖?。此種輸出適合用作電源開關(guān)、靜音控制等,。有時亦稱這種輸出形式為“反相”,。“互鎖”輸出是指多個輸出互相清除,，在同一時間內(nèi)只有一個輸出有效,。電視機(jī)的選臺就屬此種情況，其它如調(diào)光,、調(diào)速,、音響的輸入選擇等?！皵?shù)據(jù)”輸出是指把一些發(fā)射鍵編上號碼,，利用接收端的幾個輸出形成一個二進(jìn)制數(shù)，來代表不同的按鍵輸入,。一般情況下,，接收端除了幾位數(shù)據(jù)輸出外，還應(yīng)有一位“數(shù)據(jù)有效”輸出端,，以便后級適時地來取數(shù)據(jù),。這種輸出形式一般用于與單片機(jī)或微機(jī)接口。
除以上輸出形式外,，還有“鎖存”和“暫存”兩種形式,。所謂“鎖存”輸出是指對發(fā)射端每次發(fā)的信號,，接收端對應(yīng)輸出予以“儲存”，直至收到新的信號為止,；“暫存”輸出與上述介紹的“電平”輸出類似,。
4N25光電耦合器的管腳及應(yīng)用
