光电开关电路图
光电接近开关
自动检测技术与应用项目报告学校：广东水利电力职业技术学院系别：自动化工程系班别： 13嵌入式系统班姓名：陈秋娥学号： 131202105指导老师：何玲日期： 2014-12-6一、前言光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。
由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。
二、光电开关介绍1、工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
工作原理如图1所示。
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。
图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释（1）分类①漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
③对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。
当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。
④槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和接收器分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。
槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。
光电开关原理及应用 三线光电开关工作原理
光电开关原理及应用三线光电开关工作原理光电开关原理及应用邓重一摘要：介绍了光电开关的原理、术语、种类和使用注意事项；并通过一些实例说明了光电开关的应用。
关键词：传感器；光电开关；原理；应用：TP212.14 ：A一、前言光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。
由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。
二、光电开关介绍1、工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。
物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。
光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出， __再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
工作原理如图1所示。
多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。
图2是德国SICK公司的部分光电开关外型图。
2、光电开关的分类及术语解释（1）、分类①漫反射式光电开关：它是一种集发射器和 __于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到 __，于是光电开关就产生了开关信号。
当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。
②镜反射式光电开关：它亦集发射器与 __于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回 __，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。
③对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和 __，发射器发出的光线直接进入 __，当被检测物体经过发射器和 __之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。
当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。
④槽式光电开关：它通常采用标准的U字型结构，其发射器和 __分别位于U型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过U型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。
自制的光电开关
自制的光电开关不仅成本极低(不超过10元)，而且在供电电压、探测距离方面比购买的成品还好。
它只需5V电压供电(输出为TTL电平)、最大探测距离为20cm以上(这个距离与红外管的发射功率和被探测材料的表面性质有关)，探测距离还可以调节，而购买的成品供电电压要求12～24V，探测距离也不可调节。
笔者自制的光电接近开关电路原理图如图1所示，图1中的元件参数见附表。
由555构成多谐振荡器，从③脚输出38kHz的方波信号。
经VT1驱动红外发射管VD2向外发射频率为38kHz红外调制信号。
之所以选用38kHz的红外调制信号，是由于选用的红外接收头U1的频率响应为38kHz(U1型号AT138B的“38”表示响应频率大小，其外观和引脚如图1右方所示)。
当有障碍物靠近时，红外线反射回来被U1所接收，当接收到的红外信号足够强时输出(OUT)为低电平，否则为高电平。
如果用5V供电，输出(OUT)为TTL电平可直接与微处理器相接。
多谐振荡器的振荡频率计算公式为：t1≈0.7(R1+R2)×C1；t2≈0.7(R3+R4)×C1； f=1/(t1+t2)。
调试时使输出波形的占空比尽量为1:1，笔者经过试验发现只要占空比偏离1:1不太多则无所谓，但频率不要偏离38kHz太多，否则探测精度会下降，频率偏离太大时则U1根本没有响应。
经过计算在R1、R3为1k时R2、R4调到880Ω左右（实际有所偏差）。
R1 1kΩC1 0.01 uFR2 1kΩ（微调电阻）C2 100uF/16VR3 1kΩ（微调电阻）VD1 普通二极管R4 1kΩVD2 普通红外发射管R5 1kΩ（微调电阻）VT1 9014R6 100ΩU1 AT138B/HM383R7 2.2kΩ微调电阻）IC 555红外发射管的发射功率可通过改变R5的阻值进行调节，发射管的发射电流大小决定了探测距离的大小。
如果不需调节探测距离的大小，R5、R6可用一固定阻值的电阻代替。
E3JM_E3JK光电开关
灵敏度调整
—
单转电位器
定时功能 *
ON延迟、 OFF延迟、单触发延迟、开关转换式、 定时器时间：0.1～5s(可变)(仅限E3JM-□□□4T)
周围环境照明度
受光面照度 白炽灯：3,000lx以下
周围环境温度
动作时：－25～＋55℃、保存时：－30～＋70℃(不结冰、不结露)
周围环境湿度
动作时：45～85％RH、保存时：35～95％RH(不结露)
入光时ON/遮光时ON 开关转换式
寿命
机械
(继电器输出) 电气
5,000万次以上(开闭频率18,000次/小时) 10万次以上(开闭频率1,800次/小时)
响应时间
继电器输出 DC无触点输出
(E3JM-□□M4(T))动作·复位： 各30ms以下 (E3JM-□□S4(T))动作·复位： 各5ms以下
红外光二极管(950nm)
电源电压
DC12～240V±10％ 脉动(p-p)10％以下、 AC24～240V±10％ 50/60Hz
DC 消耗 电流
AC
3W以下(投光器1.5W以下、 受光器1.5W以下)
3W以下(投光器1.5W以下、 受光器1.5W以下)
2W以下 2W以下
控制输出
继电器输出： 1ch接点 AC250V 3A (cosφ＝1) 以下、DC5V 10mA以上
Ӵᛳ఼ ᣛफ
ܝ㑸ᓣ
ᬒ఼ ߚ行ൟ
ᬒ఼ ݙ㕂ൟ
⬉⑤ ݙ㕂ൟ
种类
本体[外形尺寸图→P.332]
E3JM
检测方式
形状
连接 方式
检测距离
输出状态
输出
功能
对射型 (投光器＋ 受光器)
光电开关原理及应用
动作距离与复位距离之间的绝对值。
（3） 响应频率：
在规定的1s的时间间格内，允许光电开关动作 循环的次数。
（4） 输出状态：
分为常开和常闭，当无检测物体时，常开型的 光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输 入晶体管的截止而不工作，
当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。 常闭型的光电开关所接通的负载由于光电开关 内部的输入晶体管的导通而工作，当检测到物 体时，晶体管截止，负载失电不工作。常用的 为常开型。
除上面介绍的外, 光电开关还在许多方面得到 了应用,例如行程控制,直径控制,转速检测,气流 量控制等方面.
（9）环境特性：
光电开关应用的环境也会影响其长期工作可靠 性。当光电开关工作于最大检测距离状态时， 由于光学透镜会被环境中的污物沾住，甚至会 被一些强酸性的物质腐蚀，以至其使用参数和 可靠性降低。较简单的解决办法就是根据光电 开关的最大检测距离降额使用来确定最佳工作 距离。
使用注意事项
（1）红外线传感器属于谩反射型的产品， 采用的标准检测物为平面的白色画纸。
(5) 针对现场实际要求,可对灵敏度进行 选择,以适应在长期使用中延长光电开关 维护周期.
应用
光电开关的各种应用.(1)利用物体对光的遮挡 作用,检测物体的通过个数,或物体是否存在;(2) 利用物体对光的直线传播性,检测是否等高排列 等;(3)将光电开关拥在流水线上,来检测产品的 个数;(4)用于材料的定位剪切控制;(5)控制液面 的上下限等.
分类
（1） 漫反射式光电开关： 它是一种集发射器和接收器于一体的传
感器，当被测物体经过时，物体将光电 开关发射的足够量的光线反射到接受器， 于是光电开关就产生了开关信号，当被 检测物体的表面光亮或其反光率极高时， 漫反射式光电开关是首选的检测模式。 用在包卷输送线和奖包输送线。
光电开关实用电路2
光电开关实用电路（2）漫反射式NPN型 NO输出本文介绍的NPN型常开输出光电开关电路，是利用CMOS集成电路为核心制作的最基本的漫反射电路。
以这种电路生产的光电开关在工业自动化生产线及各种行业中得以广泛使用，且性能稳定、工作可靠。
电路以是CD4013B双D触发器为核心，外加一些元器件组成的。
CD4013B 是集成触发器芯片，内部有两个独立的D触发器。
每个触发器都有一个置位端（SET),复位端（RESET),时钟端（CLOCK),数据输入端（DATA),两个输出端Q和Q/端。
图1为CD4013B的封装形式，图2为引脚排列。
图1 CD4013B二种封装形式 图2 CD4013B引脚排列 CD4013B使用电压范围：3-18V。
CD4013B双D触发器引脚功能：1、1Q；2、1Q反；3、1CP；4、1R；5、1D；6、1S；7、Vss；8、2S；9、2D；10、2R；11、2CP；12、2Q反；13、2Q；14、V DD。
Q-原码输出端，Q反-反码输出端，CP-时钟输入端，R-直接复位端，D-数据输入端，S-直接置位端，V DD-电源正，V SS-接地端。
CD4013B双D触发器的引脚功能如表1所示，CD4013B双D触发器的真值表如表2所示。
表1 CD4013B引脚功能表表2 CD4013B真值表CD4013B的逻辑图见图3。
图3 CD4013B逻辑图从真值表可见，当R为1、S为0时，无论D和CL（时钟）为什么状态，输出Q一定为0，因此R可称为复位端。
当S为1、R为0时，输出Q一定为1，s称为置位端。
当R、S均为0时，Q在CP端有脉冲上升沿到来时动作，具体是Q=D，即若D为1则Q也为1，若D为0则Q也为0。
CD4013B可用作单稳态电路，双稳态电路及无稳态电路。
所以利用这个集成电路的功能和特性，可用来设计实用的光电开关电路。
本文讨论的电路就是采用CD4013B双D触发器功能设计的漫反射式NPN型光电开关，其中一个触发器(a)与有关的元器件构成脉冲振荡发生器，从图中可见这是一个多谐振荡器，振荡产生的脉冲信号的波形及占空比、频率等参数取决于阻容元件值，可通过改变其数值来实现改变脉冲信号的频率，本电路的发射的红外脉冲频率一般可调整在1000HZ左右，这个电路与平常所见的CD4013做成的振荡器不同，输出的波形不是方波而是矩形脉冲波，其频率、占空比可按图中相关参数计算，脉冲波的波形可见图5。
TCRT5000的中文电路图资料-珍贵资料
TCRT5000
TCRT5000光电传感器模块是基于TCRT5000红外光电传感器设计的一款红外反射式光电开关。
传感器采用高发射功率红外光电二极管和高灵敏度光电晶体管组成，输出信号经施密特电路整形，稳定可靠。
应用场合：
1.电度表脉冲数据采样
2.传真机碎纸机纸张检测
3.障碍检测
4.黑白线检测
基本参数：
1.外形尺寸：长 32mm~37 mm；宽 7.5mm；厚 2mm
2.工作电压： DC 3V~5.5V，推荐工作电压为5V
3.检测距离： 1mm~8mm适用，焦点距离为2.5mm
模块原理和应用
电路原理图：
图 1 TCRT5000传感器模块电路原理图
传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，光敏三极管一直处于关断状态，此时模块的输出端为低电平，指示二极管一直处于熄灭状态；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，光敏三极管饱和，此时模块的输出端为高电平，指示二极管被点亮。
1:注U1为比较器，常用的可以选LM358，LM324，LM393，LM339等一系列比较器！。
光电开关使用知识
电子知识摘要电子知识摘要(一）光电开关的基础知识（二）光电开关基础知识KG3022T微电脑交直流全自动KG3022T微电脑全自动打铃仪该作者的其他文章博主推荐相关日志随机阅读首页推荐[微博]一分钟教你变魔术1000美元一碗的中国拉面香港'城管'为什么不打人芙蓉：娱乐圈里我最干净鲤鱼抢食犹如'饿鬼投胎'韩国女孩为何看起来漂亮更多>>对“推广广告”提建议（二）光电开关基础知识电子知识摘要(一）光电开关的基础知识2010-08-20 22:27:50| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅（一）光是开关的分类压力传感器光电开关可分为镜面反射型、漫反射型、对射型。
镜面反射型光电开关:由发射器和接收器构成的情况是一种标准配置，从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射，即返回接收器，当光束被中断时会产生一个开关信号的变化。
光的通过时间是两倍的信号持续时间，有效作用距离从0.1米至20米。
特征：辨别不透明的物体；借助反射镜部件，形成高的有效距离范围；不易受干扰，可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中。
漫反射型光电开关:是当开关发射光束时，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单个的标准部件，当有足够的组合光返回接收器时，开关状态发生变化，作用距离的典型值一直到3米。
特征：有效作用距离是由目标的反射能力决定，由目标表面性质和和颜色决定；较小的装配开支，当开关由单个元件组成时，通常是可以达到粗定位；采用背景抑制功能调节测量距离；对目标上的灰尘敏感和对目标变化了的反射性能敏感。
对射型光电开关:由发射器和接收器组成，结构上是两者相互分离的，在光束被中断的情况下会产生一个开关信号变化，典型的方式是位于同一轴线上的光电开关可以相互分开达50米。
特征：辨别不透明的反光物体；有效距离大，因为光束跨越感应距离的时间仅一次；不易受干扰，可以可靠合适的使用在野外或者有灰尘的环境中；装置的消耗高，两个单元都必须敷设电缆。
光电开关工作原理
光电开关原理及应用中族器大家电开关是传感一、前言光的光端之间射端和接收，的成员它把发探到化以达为电流的变强弱变化转化输和出回路光电开关输测的目的。
由于以），所电缘绝电隔离的（即入回路是、二? ?到应用。
在它可以许多场合得关开光电、工作原理光电开关介绍1简的开关是光电接近（光电传感器）或挡的遮测物对光束称，它是利用被检测检，从而选通电路反射，由同步回路能有属，所不限于金物体有无的。
物体关开光电被检测。
反射光线的物体均可号信为光器上转换将输入电流在发射强线的收到的光，接收器再根据接射出原工作行探测。
有无对目标物体进弱或是。
图2线光波型近可见光的红外所示。
多数光电开关选用的是波长接理如图1、1）释（的分类及术语解电开关外型图。
2、光电开关德国SICK公司的部分光有当感器，于收器一体的传关：它是一种集发射器和接电分类①漫反射式光开，器到接收的光线反射足电开关发射器发射的够量过被检测物体经时，物体将光，时极高或其反光率物当被检测体的表面光亮电于是光开关就产生了开关信号。
器射集发关：它亦②镜反射式光电开式漫反射式的光电开关是首选的检测模。
检，当被回接收器线经过反射镜反射器与接收器于一体，光电开关发射发出的光光射式③对检测开关信号。
时全阻断光线，光电开关就产生了过测物体经且完器射收器，发的发射器和接上相互分离且光轴相对放置构开电关：它包含了在结线光阻断器之间且接测物体经过发射器和收入发出的光线直接进接收器，当被检最关是光电开时为不透明，对射式检产时，光电开关就生了开关信号。
当测物体器射其发字型结构，标开电关：它通常采用准的U槽置的可靠检测装。
④式光且槽U型体检测物经过被光并的于器收分别位U型槽两边，形成一轴，当接和运速高测检合适较比关开电光式。
槽号信量关开了生产就关开电，光时轴光断阻动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。
⑤光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。
光电开关：博光-50NK
博光-50NK（光电传感器NPN常开）这是一种集发射与接收于一体的光电传感器。
检测距离可以根据要求进行调节1。
该传感器具有探测距离远、受可见光干扰小、价格便宜、易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、流水线计件等众多场合。
上图中J表示负载。
电气特性：工作电压：5V工作电流：10mA信号输出：TTL电平感应距离：2-50cm尺寸：31*25*13mm接线图：输出信号需要加上拉电阻特点：输出信号稳定，不受可见光影响，寿命长尺寸：长:30MM宽:20MM厚13MM引线长度:45CM技术参数:1、输出电流DC/SCR/继电器Control output：100mA/5V供电2、消耗电流DC<25mA3、响应时间<2ms4、指向角：≤15°,有效距离3-50CM可调5、检测物体：透明或不透明体6、工作环境温度：-25℃~+55℃7、标准检测物体：太阳光10000LX以下白炽灯3000LX以下8、外壳材料：塑料此款传感器是E18-D80NK的改装版，主要是形状发生了变化，由之前圆形的改成了方形，体积小了许多，这个新款的安装固定起来比之前的要方便些，引线部位是斜角的，安置引线时也简洁了许多！性能方面跟之前的E18也差不多，非常稳定！还有一个不同点就是博光-50NK在线路上添加了保护，正负极接错了也不会烧（之前E18是没这方面保护的，一般不懂电路或没弄明白的买家在不小心接错正负极时瞬间就烧了）这个倒是可以给不太懂电路想做实验的买家提供了保障注意事项：在接线的时候，请避免出现电源和地接错的现象，该操作有可能造成传感器永久性损坏；信号输出端请加上拉电阻；为保护动作的可靠和寿命长，请避免有关规定以外的温度外界(户外)条件下，接近传感器虽为耐水结构，若装上罩使用，勿使水和水容性切削油等淋到，则可更好地提高可靠性及寿命。
还请避免在有化学药剂，特别是在强碱、酸、硝酸、铭酸、热浓硫酸等气候中使用。