有些成品接近开关,可能出于成本,或者接口等原因,可能达不到自己的要求。这里有一个简单的红外光接近开关,自制起来很容易。如下图1所示,电路原理图如下。
图中的元件参数减下图2所示。
图1中,由555构成的振荡器,从3脚输出38KHz的方波信号,经过VT1驱动红外发光管VD2,发出38KHz的红外光脉冲。
选择38KHz这个频率的原因,是由于接收头U1,是对38KHz的频率才会响应,型号是AT138B,其中38表示38KHz,其外观和引脚顺序如图1右侧。
当有障碍物接近时,红外光通过物体反射,被U1接收,当反射光强度足够让U1识别时,将从U1的输出端输出低电平,否则是高电平。
如果使用5V供电,U1输出端可以得到TTL电平,便于直接与微处理器的IO引脚连接。
555构成的振荡器,频率计算公式如下:
t1≈0.7·(R1+R2)·C1
t2≈0.7·(R3+R4)·C1
f=1/(t1+t2)
电路调试时,尽量使输出波形的占空比为1:1,但是稍微有点偏差无所谓,重点是,频率不要偏离38KHz不要太远,如果没有示波器,可以将VD2对着U1的接收窗口,进行调节,直到U1输出低电平,则表示频率合适了。
红外线的发射功率,可以通过R5调节,这决定了探测距离和灵敏度,一旦调节合适,可以将R5和R6使用一个固定电阻代替。
这个接近开关的关键点,不在于电路,而在于光的通路和光收发器的结构布置。
实际制作时,可以将整个探头做成杆状,引出三根线,即:电源正极、电源负极、信号输出。
重点是,把U1和VD2之间用不透光的隔板隔离,VD2的侧面非出光方向,用不透光的电工胶布缠住,阻止出光范围,如下图3和图4所示。
这个简单的可靠的,红外光接近开光,只有焊接无误,结构布局没有漏光的情况,无需特别调试,即可正常工作。
不同物体对红外线的吸收和放射程度不同,这如同,在相同的光线下,有些东西是白色、有些是黑色、有些是灰色,是一个道理,借助这个原理,这个接近开光,可以从触发距离,辨别出不同的物体。
所有原件都是容易购买的原件,对于AT138B如果找不到,可以选用其他38KHz的同类型红外接收头。