一種紅外反射傳感模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種紅外反射傳感模塊，包括載波電路、紅外波發(fā)射電路和紅外波接收電路；其中，所述載波電路包括若干門電路和與所述門電路之間連接的晶振、電容以及電阻，且若干門電路之間相互串聯(lián)連接；所述紅外波發(fā)射電路包括一紅外發(fā)射管，所述紅外發(fā)射管通過所述門電路與一插座連接；所述紅外波接收電路包括一紅外接收管，所述紅外接收管分別與所述紅外發(fā)射管和所述插座連接，且所述插座與所述紅外接收管之間連接一發(fā)光二極管。通過該載波電路產(chǎn)生載波信號(hào)并驅(qū)動(dòng)該紅外波發(fā)射電路發(fā)送紅外波，該紅外波遇到障礙物后反射由該紅外波接收電路接收并指示該紅外波遇到障礙物。該紅外反射傳感模塊結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，且維護(hù)方便。
【專利說明】一種紅外反射傳感模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及采用紅外線的傳感器裝置，尤其涉及一種能夠產(chǎn)生載波將紅外波調(diào)制并發(fā)射，經(jīng)過檢測物體的反射波來感測物體的紅外反射傳感模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，公知的紅外反射式傳感器是由紅外波發(fā)射電路、接收電路和穩(wěn)壓電路模塊組成。傳感器通過紅外反射二極管發(fā)射的紅外線經(jīng)過接近物體反射到達(dá)內(nèi)置的紅外線光電二極管被接收，然后經(jīng)過信號(hào)的放大并進(jìn)行信號(hào)處理，最后通過與一個(gè)設(shè)定的探測門限值比較輸出一個(gè)相應(yīng)邏輯電平，利用這種電平信號(hào)的輸出作為其他工作的驅(qū)動(dòng)或者是做MCU的終端輸入，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)近距離探測功能。
[0003]現(xiàn)有的一些紅外傳感器電路的載波產(chǎn)生方式主要有以下幾種:單片機(jī)或數(shù)字電路產(chǎn)生一定周期的載波信號(hào)調(diào)對(duì)紅外波信號(hào)調(diào)制；555電路通過電容電阻定時(shí)產(chǎn)生一定周期的載波等等。由于這些載波發(fā)生方式或多或少存在著波形周期不穩(wěn)定、成本高、結(jié)構(gòu)負(fù)載、可維護(hù)性差等問題。
[0004]因此，有必要提出一種結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，且維護(hù)方便，能夠作為工業(yè)檢測傳感器等使用的紅外反射傳感模塊。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單且成本較低的可作為工業(yè)檢測傳感器、非接觸式開關(guān)、避障傳感器等使用，且維護(hù)比較方便的紅外反射傳感模塊。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種紅外反射傳感模塊，該紅外反射傳感模塊包括載波電路、紅外波發(fā)射電路和紅外波接收電路；所述載波電路包括若干門電路和與所述門電路之間連接的晶振、電容以及電阻，且若干門電路之間相互串聯(lián)連接；所述紅外波發(fā)射電路包括一紅外發(fā)射管，所述紅外發(fā)射管通過所述門電路與一插座連接；所述紅外波接收電路包括一紅外接收管，所述紅外接收管分別與所述紅外發(fā)射管和所述插座連接，且所述插座與所述紅外接收管之間連接一發(fā)光二極管。
[0007]較佳地，所述門電路為CMOS與非門集成電路，所述晶振為38KHz固定頻率晶振，用于產(chǎn)生低頻載波信號(hào)，且所述插座為2.54間距4位的插座。
[0008]較佳地，所述門電路至少包括第一門電路、第二門電路、第三門電路和第四門電路，所述第一門電路與一第一電阻并聯(lián)并連接至所述第二門電路，且所述第一門電路和所述第二門電路與所述晶振和電容并聯(lián)并連接至所述第三門電路。
[0009]較佳地，所述第四門電路與所述紅外發(fā)射管之間連接一第二電阻，且所述紅外發(fā)射管通過一可調(diào)電阻連接至一電源；該第二電阻為一限流電阻，用于防止電流過大時(shí)燒壞該紅外發(fā)射管，該可調(diào)電阻為該發(fā)射電流調(diào)節(jié)電阻，用于調(diào)節(jié)該紅外發(fā)射管發(fā)射電流的大小以及改變紅外波的發(fā)送距離。[0010]較佳地，所述紅外發(fā)射管與所述可調(diào)電阻還通過一限流電阻連接至所述紅外接收管，通過該限流電阻防止輸入電壓太大燒壞該紅外接收管。
[0011]較佳地，所述紅外接收管分別串聯(lián)連接所述發(fā)光二極管和一第三電阻與所述插座連接，該發(fā)光二極管與第三電阻組成指示電路，用于指示該紅外波是否遇到障礙物。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0013]1、本實(shí)用新型的紅外反射傳感模塊通過載波電路、紅外波發(fā)射電路和紅外波接收電路組成，從而通過該載波電路產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)該紅外波發(fā)射電路發(fā)射紅外波的載波信號(hào)，并由該紅外波接收電路接收遇到障礙物后反射回來的紅外波，進(jìn)而輸出一低電平信號(hào)使發(fā)光二極管發(fā)光用于指示紅外波遇到障礙物；該紅外反射傳感模塊結(jié)構(gòu)簡單，使其成本較低，且在維護(hù)過程中比較簡單。
[0014]2、本實(shí)用新型的紅外反射傳感模塊結(jié)構(gòu)簡單，該紅外反射傳感模塊設(shè)置多個(gè)限流電阻，用于保護(hù)該紅外發(fā)射管、紅外接收管和發(fā)光二極管，且該紅外接收管能夠發(fā)送一低電平信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)該發(fā)光二極管發(fā)光報(bào)警；且該紅外反射傳感模塊可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測傳感器、非接觸式開關(guān)以及避障傳感器等使用，其應(yīng)用范圍較廣，而且通過采用38KHz固定頻率晶振，使產(chǎn)生的載波信號(hào)頻率更加穩(wěn)定，從而增強(qiáng)該紅外反射傳感模塊的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型紅外反射傳感模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施的紅外反射傳感模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0017]參見示出本實(shí)用新型實(shí)施例的附圖，下文將更詳細(xì)的描述本實(shí)用新型。然而，本實(shí)用新型可以以不同形式、規(guī)格等實(shí)現(xiàn)，并且不應(yīng)解釋為受在此提出之實(shí)施例的限制。相反，提出這些實(shí)施例是為了達(dá)成充分及完整公開，并且使更多的有關(guān)本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員完全了解本實(shí)用新型的范圍。這些附圖中，為清楚可見，可能放大或縮小了相對(duì)尺寸。
[0018]請(qǐng)參考圖1至圖2，如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種紅外反射傳感模塊，該紅外反射傳感模塊包括載波電路、紅外波發(fā)射電路和紅外波接收電路；該載波電路包括若干門電路和與門電路相互之間連接的晶振、電容以及電阻，且若干門電路之間相互串聯(lián)連接；該紅外波發(fā)射電路包括一紅外發(fā)射管，該紅外發(fā)射管通過其中一個(gè)門電路連接一插座；該紅外波接收電路包括一紅外接收管，該紅外接收管分別與該紅外發(fā)射管和該插座連接，且該插座與該紅外接收管之間連接一發(fā)光二極管。該晶振、電容、電阻與門電路組成低頻振蕩器并產(chǎn)生一載波信號(hào)，并經(jīng)過門電路調(diào)制后將載波信號(hào)發(fā)送到紅外發(fā)射管，通過該載波信號(hào)驅(qū)動(dòng)該紅外發(fā)射管產(chǎn)生并發(fā)送紅外波，當(dāng)該紅外波在一定距離內(nèi)遇到障礙物時(shí)發(fā)生反射，且該紅外接收管接收反射回來的紅外波并對(duì)該紅外波放大、解調(diào)，輸出脈沖信號(hào)至該插座，通過該脈沖信號(hào)控制該發(fā)光二極管發(fā)光用以提示紅外波遇到障礙；同時(shí)，該脈沖信號(hào)還通過該插座輸出到其他外圍系統(tǒng)作為其他外圍系統(tǒng)的輸入信號(hào)。
[0019]其中，如圖1所示，該門電路至少包括四個(gè)，分別為第一門電路U1、第二門電路U2、第三門電路U3和第四門電路U4，該四個(gè)門電路之間相互串聯(lián)連接，該第一門電路Ul與一第一電阻Rl并聯(lián)后再與該第二門電路U2連接，該第一門電路Ul和第二門電路U2與該晶振Yl和電容Cl并聯(lián)后再與該第三門電路U3連接，該第四門電路U4通過與一第二電阻R2串聯(lián)后再與該紅外發(fā)射管Dl連接。
[0020]而且，該紅外發(fā)射管Dl串聯(lián)一可調(diào)電阻RPl，通過該可調(diào)電阻RPl與電源VCC連接，且該紅外發(fā)射管Dl和該可調(diào)電阻RPl還串聯(lián)連接一限流電阻R7，通過該限流電阻R7與該紅外接收管D2連接，通過該紅外接收管D2接收該紅外發(fā)射管Dl發(fā)送并反射回來的紅外波；而且該插座Jl與紅外接收管D2之間還串聯(lián)連接該發(fā)光二極管D3和一第三電阻R3。
[0021]通過上述連接，該紅外反射傳感模塊的具體工作方法，包括如下步驟:
[0022]S1:通過該載波電路產(chǎn)生一載波信號(hào)，并將該載波信號(hào)發(fā)送至紅外波發(fā)射電路；
[0023]其中，該第一門電路Ul、第二門電路U2、晶振Y1、電容Cl和第一電阻Rl組成低頻振蕩器，并產(chǎn)生一載波信號(hào)，該載波信號(hào)通過第三門電路U3產(chǎn)生一反向的載波信號(hào)，并將該反向的載波信號(hào)發(fā)送至第四門電路U4 ；
[0024]S2:該紅外波發(fā)射電路接收該載波信號(hào)，并通過該紅外波發(fā)射電路發(fā)送紅外波；
[0025]其中，通過該插座Jl發(fā)送一紅外波使能控制信號(hào)發(fā)送至第四門電路U4，該第四門電路U4根據(jù)紅外波使能控制信號(hào)和載波信號(hào)產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)送至紅外發(fā)射管D1，該紅外發(fā)射管Dl根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)射紅外波；
[0026]具體的，如圖所示，該插座Jl的3號(hào)端口接高電平時(shí)，則該紅外發(fā)射管正常發(fā)射紅外波，整個(gè)紅外反射傳感模塊電路正常工作；否則該插座Jl的3號(hào)端口接低電平時(shí)，該紅外發(fā)射管不發(fā)射紅外波，整個(gè)紅外反射傳感模塊電路停止工作；因此插座Jl的3號(hào)端口可以控制整個(gè)電路的工作或停止，該信號(hào)即為紅外波使能控制信號(hào)，該紅外波使能控制信號(hào)由外接輸入到3號(hào)端口，該紅外波使能控制信號(hào)可以是高電平或低電平，也可以是脈沖波；另夕卜，如圖2所示，圖中第一門電路Ul、第二門電路U2、第三門電路U3和第四門電路U4均為相同的雙輸入與非門，其可集成在一個(gè)集成塊中。
[0027]S3:該紅外波遇到障礙物后反射回來，通過該紅外波接收電路接收反射回來的紅外波，并通過該發(fā)光二極管發(fā)光指示該紅外波遇到障礙物；
[0028]其中，該紅外波遇到障礙物后反射回來，該紅外接收管D2接收反射回來的紅外波，并通過該紅外接收管D2對(duì)該紅外波放大、解調(diào)后并輸出一低電平信號(hào)，該發(fā)光二極管D3接收該低電平信號(hào)并發(fā)光，用于指示該紅外波遇到障礙物。
[0029]在具體實(shí)施過程中，如圖2所示，該紅外發(fā)射傳感模塊分別包括載波電路、紅外波發(fā)射電路和紅外波接收電路，其中，該載波電路包括四個(gè)門電路和晶振Yl、電容Cl以及電阻R1，在具體實(shí)施例中，該門電路為CMOS與非門集成電路，該晶振Yl為一 38KHZ的固定頻率晶振，如圖所示，該第一門電路Ul的1、2號(hào)端口連接在一起后接第一電阻Rl后連接到第一門電路Ul的3號(hào)端口 ；該第一門電路Ul的3號(hào)端口與第二門電路U2的4、5號(hào)端口連接，且該第一門電路Ul的1、2號(hào)端口與晶振Yl和電容Cl的串聯(lián)電路連接并連接到第二門電路U2的6號(hào)端口 ；該第三門電路U3的7、8號(hào)端口連接在一起后連接該第二門電路U2的6號(hào)端口；該第三門電路U3的9號(hào)端口連接該第四門電路U4的11號(hào)端口，而該第四門電路U4的12號(hào)端口與該紅外波發(fā)射電路的插座Jl的3號(hào)端口連接，且該第四門電路U4的10號(hào)端口串聯(lián)連接一第二電阻R2后與紅外發(fā)射管Dl連接。
[0030]通過該上述多個(gè)門電路和晶振Y1、電容Cl、電阻Rl等元器件組成該載波電路，其具體工作過程為:該第一門電路U1、第二門電路U2組成兩個(gè)反向門電路，他們和晶振Y1、電容Cl和第一電阻Rl組成低頻振蕩器，在該第二門電路U2的6號(hào)端口產(chǎn)生38KHZ的載波信號(hào)，該載波信號(hào)經(jīng)過第三門電路U3的7、8號(hào)端口后在9后端口產(chǎn)生一個(gè)反向的載波信號(hào)，該反向的載波信號(hào)輸入至該第四門電路U4的11號(hào)端口。
[0031 ] 在具體實(shí)施過程中，如圖2所示，該紅外波發(fā)射電路包括紅外發(fā)射管Dl和插座JI，該紅外發(fā)射管Dl和插座Jl與載波電路和紅外波接收電路的具體連接關(guān)系如下:該紅外發(fā)射管Dl的負(fù)極串聯(lián)該第二電阻R2后與第四門電路U4的10號(hào)端口連接，而該紅外發(fā)射管Dl的正極串聯(lián)一可調(diào)電阻RPI后連接至一電源VCC ;該插座Jl包括四個(gè)端口，其中I號(hào)端口連接一電源VCC，I號(hào)端口還通過連接一電容C2并接地，2號(hào)端口直接接地，3號(hào)端口連接該第四門電路U4的12號(hào)端口，該插座Jl的4號(hào)端口還與一紅外接收管D2的I號(hào)端口連接，且該插座Jl和紅外接收管D2之間分別連接有相互串聯(lián)的發(fā)光二極管D3和第三電阻R3。
[0032]通過上述各個(gè)裝置的相互連接形成該紅外波發(fā)射電路，而該紅外波發(fā)射電路的具體工作原理如下:要發(fā)送的紅外波使能控制信號(hào)通過該插座Jl的3號(hào)端口輸入至第四門電路U4的12號(hào)端口，載波電路產(chǎn)生的載波信號(hào)從第四門電路U4的11號(hào)端口輸入，該載波信號(hào)與該紅外波使能控制信號(hào)通過該第四門電路U4的CMOS與非門之后在該第四門電路U4的輸出端10號(hào)端口產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)制過后的波形信號(hào)，該波形信號(hào)驅(qū)動(dòng)該紅外發(fā)射管Dl將紅外波發(fā)射出去，其中該第二電阻R2為限流電阻，防止驅(qū)動(dòng)該紅外發(fā)射管Dl的電流過大而燒壞該紅外發(fā)射管Dl，該可調(diào)電阻RPl為發(fā)射電流調(diào)節(jié)電阻，通過該可調(diào)電阻RPl調(diào)節(jié)該紅外發(fā)射管Dl發(fā)射電流(即紅外波)的大小并改變紅外調(diào)制波的發(fā)送距離。
[0033]而且，在具體實(shí)施過程中，如圖2所示，該紅外波接收電路用于接收該紅外發(fā)射管Dl發(fā)射出去后反射回來的紅外波，具體的，該紅外波接收電路包括一紅外接收管D2，該紅外接收管D2為一體化接收紅外波并能夠?qū)υ摷t外波進(jìn)行放大和解調(diào)；其中，該紅外接收管D2的I號(hào)端口不僅與該插座J4的4號(hào)端口連接，還通過串聯(lián)一電阻R5后連接到電源VCC ；該紅外接收管D2的I號(hào)端口與該插座Jl的三號(hào)端口通過該第三電阻R3和發(fā)光二極管D3連接；該紅外接收管D2的2號(hào)端口直接接地，該紅外接收管D2的3號(hào)端口還可以串聯(lián)一電容C3后接地。
[0034]在具體實(shí)施過程中，通過該紅外接收管D2與發(fā)光二極管D3、插座Jl等連接形成紅外波接收工作，其具體的工作過程為:經(jīng)過該紅外發(fā)射管Dl發(fā)射出去的紅外調(diào)制波在一定范圍內(nèi)遇到障礙物后反射回來并由該紅外接收管D2接收，并通過該紅外接收管D2對(duì)該紅外調(diào)制波進(jìn)行放大、解調(diào)后在紅外接收管D2的I號(hào)端口輸出一信號(hào)，且輸出為低電平信號(hào)時(shí)為有效信號(hào)。其中，該紅外接收管D2的3號(hào)端口為電源輸入口，該電阻R7為限流電阻，用于防止輸入電壓太大燒壞該紅外接收管D2 ;該發(fā)光二極管D3和第三電阻R3組成一指示電路，當(dāng)該紅外接收管D2的I號(hào)端口輸出低電平時(shí)該發(fā)光二極管D3發(fā)光，從而指示該紅外發(fā)射管Dl發(fā)射的紅外波遇到障礙物返回。在具體實(shí)施過程中，該電阻R5為一上拉電阻，用于保證在紅外接收管D2沒有輸出信號(hào)時(shí)始終為高電平。
[0035]該紅外反射傳感模塊結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，且其維護(hù)方便，能夠作為工業(yè)檢測傳感器、非接觸式開關(guān)、避障傳感器等使用，通過該紅外發(fā)射管在載波信號(hào)以及調(diào)制信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下發(fā)出調(diào)制紅外波，該紅外波在傳輸過程中如果在沒有遇到障礙物的時(shí)候，即沒有反射回來的調(diào)制紅外波，則該紅外接收管將輸出為高電平，且該發(fā)光二極管不會(huì)發(fā)光；當(dāng)該紅外波在傳輸過程中遇到障礙物時(shí)，該調(diào)制紅外波反射回來并由該紅外接收管接收，經(jīng)過放大、解調(diào)，該紅外接收管輸出一低電平，從而控制該發(fā)光二極管發(fā)光表示該紅外波遇到障礙物。通過該紅外反射傳感模塊能夠快速感應(yīng)紅外信號(hào)并根據(jù)發(fā)光二極管確認(rèn)是否遇到障礙物，使其結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)性較高。
[0036]此外，我們還應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，本實(shí)用新型提出的紅外反射傳感模塊并不以本實(shí)施例為限，該紅外反射傳感模塊電路中的門電路并不限于本實(shí)施例提出的CMOS與非門，也可以為TTL與非門或其他的門電路，從而與該電容、晶振等構(gòu)成載波電路并產(chǎn)生載波信號(hào)驅(qū)動(dòng)該紅外發(fā)射管；該晶振的頻率并不以此為限，可以根據(jù)需要的紅外波信號(hào)的頻率進(jìn)行改變，從而有效驅(qū)動(dòng)該紅外發(fā)射管發(fā)送紅外波，提高該紅外反射傳感模塊的性能。
[0037]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變形而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變形屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種紅外反射傳感模塊，其特征在于，包括載波電路、紅外波發(fā)射電路和紅外波接收電路； 所述載波電路包括若干門電路和與所述門電路之間連接的晶振、電容以及電阻，且若干門電路之間相互串聯(lián)連接； 所述紅外波發(fā)射電路包括一紅外發(fā)射管，所述紅外發(fā)射管通過所述門電路與一插座連接； 所述紅外波接收電路包括一紅外接收管，所述紅外接收管分別與所述紅外發(fā)射管和所述插座連接，且所述插座與所述紅外接收管之間連接一發(fā)光二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外反射傳感模塊，其特征在于，所述門電路為CMOS與非門集成電路，所述晶振為38KHz固定頻率晶振，且所述插座為2.54間距4位的插座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的紅外反射傳感模塊，其特征在于，所述門電路至少包括第一門電路、第二門電路、第三門電路和第四門電路，所述第一門電路與一第一電阻并聯(lián)并連接至所述第二門電路；所述第一門電路和所述第二門電路與所述晶振和電容并聯(lián)并連接至所述第二門電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紅外反射傳感模塊，其特征在于，所述第四門電路與所述紅外發(fā)射管之間連接一第二電阻，且所述紅外發(fā)射管通過一可調(diào)電阻連接至一電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紅外反射傳感模塊，其特征在于，所述紅外發(fā)射管與所述可調(diào)電阻還通過一限流電阻連接至所述紅外接收管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外反射傳感模塊，其特征在于，所述紅外接收管分別串聯(lián)連接所述發(fā)光二極管和一第三電阻與所述插座連接。
【文檔編號(hào)】G01V8/12GK203732734SQ201420069634
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】馮蓉珍 申請(qǐng)人:蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院