專利名稱：切換式對(duì)射槽型光電開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種切換式對(duì)射槽型紅外光電開關(guān)，可以提高可靠性和使用壽命，用于邊緣或行程終端位置檢測的應(yīng)用場合，例如電梯運(yùn)行的平層定位和一些其他遮檔光線產(chǎn)生輸出定位信號(hào)的場合，是一個(gè)非常重要的檢測元件，屬于紅外光電開關(guān)裝置的技術(shù)改造。
背景技術(shù)：
紅外光電開關(guān)用于電梯等運(yùn)動(dòng)物體的位置檢測場合，用于邊緣或行程終端位置檢測的應(yīng)用場合，例如電梯運(yùn)行的平層定位和一些其他遮檔光線定位場合，是一個(gè)非常重要的檢測元件，其工作的穩(wěn)定性不僅關(guān)系到電梯等運(yùn)動(dòng)物體是否準(zhǔn)確檢測定位，更關(guān)系到運(yùn)動(dòng)物體的安全性，因此提高可靠性和延長使用壽命是人們追求的目標(biāo)。目前的紅外光電開關(guān)一般的接收處理電路，采用一對(duì)紅外發(fā)射接收管，不管什么情況都是由該對(duì)紅外發(fā)射管不間檔的工作，致使抗干擾能力較差、使用壽命較短。本發(fā)明的目的是為了克服傳統(tǒng)的紅外光電開關(guān)的缺點(diǎn)，提高系統(tǒng)可靠性和抗干擾能力、并采用兩對(duì)紅外發(fā)射管輪流工作。當(dāng)發(fā)射管紅外光遮擋時(shí)，讓兩對(duì)紅外發(fā)射管進(jìn)行切換，大大提高紅外光電開關(guān)的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種切換式對(duì)射槽型紅外光電開關(guān)，用于邊緣或行程終端位置檢測的應(yīng)用場合，例于電梯運(yùn)行的平層定位和一些其他遮檔光線定位場合。當(dāng)發(fā)射管紅外光遮擋時(shí)，讓兩對(duì)紅外發(fā)射管進(jìn)行切換，大大提高紅外光電開關(guān)的使用壽命，具有強(qiáng)抗干擾、低能耗的特點(diǎn)。本發(fā)明包括由方波發(fā)生器、發(fā)射控制、輸出控制、紅外接收、紅外發(fā)射、穩(wěn)壓電源等部分組成。其中紅外發(fā)射是通過方波發(fā)生器產(chǎn)生2KHz左右頻率方波信號(hào)，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射模塊，并提供給觸發(fā)轉(zhuǎn)換電路；當(dāng)沒有物體阻擋紅外光接收時(shí)，紅外接收電路接收一串紅外方波信號(hào)經(jīng)過動(dòng)態(tài)交流耦合得到低電平控制信號(hào)，控制觸發(fā)轉(zhuǎn)換電路驅(qū)動(dòng)輸出電路；當(dāng)有物體阻擋紅外光接收時(shí)，控制信號(hào)為高電平，并由輸出高電平信號(hào)反饋到控制輸入端，這樣具有很強(qiáng)的抗干擾能力。本發(fā)明具有A、B兩對(duì)紅外發(fā)光管，當(dāng)紅外光被擋住時(shí)，原來工作的一對(duì)紅外管(如A對(duì)管)停止工作，由發(fā)射控制電路切換為另外一對(duì)管(如B對(duì)管)工作；當(dāng)紅外光不被遮擋時(shí)，保持原來狀態(tài)；當(dāng)紅外光再次被擋住時(shí)，停止正在工作的紅外對(duì)管工作，切換成A對(duì)
管工作。采用多重保護(hù)和穩(wěn)壓的電源電路，當(dāng)外部瞬時(shí)電壓大于50V時(shí)，具有過壓保護(hù)功能；當(dāng)供電回路電流大于限定值時(shí)，采用可恢復(fù)保險(xiǎn)管保護(hù)；采用輸入電壓鉗位電路限制二級(jí)穩(wěn)壓電路的輸入電壓，保證電源電路具有較寬的穩(wěn)壓范圍。


圖I是本發(fā)明的切換式對(duì)射槽型紅外光電開關(guān)電路原理圖。
具體實(shí)施例方式為達(dá)到上述發(fā)明內(nèi)容之目的，采用以下技術(shù)方案如圖I所示，本發(fā)明包括有方波發(fā)生器、發(fā)射控制、輸出控制、紅外接收、紅外發(fā)射、穩(wěn)壓電源等，其中單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器Ul B作為輸出控制，是紅外光電開關(guān)的核心；方波發(fā)生器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管，紅外光通過對(duì)射到紅外接收管，給出動(dòng)態(tài)交流信號(hào)控制Ul B觸發(fā)控制電路；發(fā)射控制的JK觸發(fā)器U4 A負(fù)責(zé)兩個(gè)發(fā)射管的切換控制；穩(wěn)壓電源電路提供寬范圍穩(wěn)壓和高可靠的電源。其中由U2的A和B組成方波輸出電路，輸出2KHZ的方波信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管Q2和Q3，瞬變電壓抑制二極管D6對(duì)Q2和Q3進(jìn)行保護(hù)；這個(gè)方波信號(hào)同時(shí)輸出到多諧振蕩器Ul :B的-T端，成為重觸發(fā)信號(hào)。兩對(duì)發(fā)射接收對(duì)管A和B分別由Q2、D16和Q3、D17組成，當(dāng)對(duì)射管之間沒有遮擋物時(shí)，紅外接收管D16或D17接收到方波信號(hào)，Q6輸出低電平信號(hào)，使得U2的13腳為高電平、Ul B的+T端為低電平，這時(shí)Ul B的Q端輸出低電平，Q4不導(dǎo)通，Q5導(dǎo)通。當(dāng)對(duì)射管之間有遮擋物時(shí)，通過D16或D17接收使Q6輸出高電平信號(hào)，再經(jīng)過U2后使Ul B的Q端為高電平，Q4導(dǎo)通，Q5不導(dǎo)通。其中發(fā)射控制電路的采用U4 A的JK觸發(fā)器負(fù)責(zé)兩個(gè)發(fā)射管的切換控制，U4 A的J和K兩端都是接高電平，其中時(shí)鐘信號(hào)輸入端CLK連接來自Ul B的Q端，使得U4 A的Q端和Q非端翻轉(zhuǎn)，U4 A的Q端和Q非端分別控制Q2和Q3兩個(gè)紅外發(fā)射管。當(dāng)對(duì)射管之間處于有遮擋物和沒有遮擋物變換時(shí)，Ul B的Q端會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的翻轉(zhuǎn)信號(hào)，以作為U4 A時(shí)鐘輸入信號(hào)，一個(gè)完整的周期使U4 A的Q端和Q非端相應(yīng)跳變一次，經(jīng)過兩次從無遮擋物到有遮擋物的轉(zhuǎn)換后，兩個(gè)發(fā)射管完成一個(gè)切換工作周期。其中穩(wěn)壓電源電路具有多重保護(hù)和寬范圍穩(wěn)壓，當(dāng)外部瞬時(shí)電壓大于50V時(shí)，由瞬變電壓抑制二極管D3作為過壓保護(hù)，并通過可恢復(fù)保險(xiǎn)管RTl形成過流保護(hù)；RT1還可以對(duì)供電回路進(jìn)行過流保護(hù)；由Ql、D4、D5、R4等組成輸入電壓鉗位電路，限制二級(jí)穩(wěn)壓電路U3的輸入電壓，保證電源電路具有較寬的穩(wěn)壓范圍。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明是一種切換式對(duì)射槽型紅外光電開關(guān)裝置。包括有發(fā)射控制(2)、方波發(fā)生器(5)、輸出控制(I)、紅外接收(4)、紅外發(fā)射(3)、穩(wěn)壓電源(6),其中方波發(fā)生器(5)輸出端分別與輸出控制(I)的輸入端與紅外發(fā)射(3)的輸入端連接，輸出控制(I)的輸出端分別與發(fā)射控制(2)輸入端和紅外接收(4)的輸入端連接，發(fā)射控制(2)的輸出端與紅外發(fā)射(3)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換式對(duì)射槽型紅外光電開關(guān)裝置，其特征在于上述發(fā)射控制(2)包括 JK 觸發(fā)器 74HC112(U4)，電容 C6，電阻 R6、R7、R8，二極管 D9、DIO、Dll、D12，JK觸發(fā)器74HC112(U4)中的J、S、K端口連接一起并與電阻R8連接，JK觸發(fā)器74HC112 (U4)中的R端口與電容C6及電源連接，JK觸發(fā)器74HC112(U4)中的CLK端口與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HEF4538的Q端口及發(fā)光管D13的輸入端連接，JK觸發(fā)器74HC112 (U4)中的Q端口與二極管DlO輸出端口連接，JK觸發(fā)器74HC112(U4)中的Q非端口與二極管D12的輸出端口連接，電阻R8與觸發(fā)器74HC112的J、K、S端連及電源連接，二極管D9輸入端與電阻R6、三極管Q2基極連接，二極管D9輸出端與觸發(fā)器HEF40106的10號(hào)腳及二極管Dll輸出端連接，電阻R6與電源連接及二極管D9、DlO的輸入端連接，二極管DlO輸入端與電阻R6、三極管Q2基極連接，二極管DlO輸出端與JK觸發(fā)器74HC112(U4)中的Q端口連接，二極管Dll輸出端與觸發(fā)器HEF40106的10號(hào)腳及二極管D9輸出端連接，二極管Dll輸入端與電阻R7、三極管Q3基極連接，二極管D12輸出端與JK觸發(fā)器74HC112的Q非端口連接，二極管D12輸入端與電阻R7、三極管Q3基極連接，電阻R7與電源連接及二極管D11、D12的輸入端連接，電容C6 —端與地線連接，電容C6另一端與電源及觸發(fā)器74HC112的R端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換式對(duì)射槽型紅外光電開關(guān)裝置，其特征在于上述紅外接收模塊(4)包括施密特觸發(fā)器HEF40106，紅外接收管D16、D17，三極管06、07，電阻町3、R14、R16、R17、R18、R19、R20,電容 C7、C8、C9、CIO、C11，三極管 Q6 的基極與電容 C7 及電阻R16連接，三極管Q6的集電極與三極管Q7基極及電阻R12連接，三極管Q6的發(fā)射極與電阻Rl5連接，三極管Q7的基極與三極管Q6的集電極及電阻Rl2連接，三極管Q7的集電極與電源及電阻R12、電容Cll連接，三極管Q7的發(fā)射極與電阻R14連接，紅外接收管D16輸入端與電容C8、電阻R18及紅外接收管D17輸入端連接，紅外接收管D16輸出端與電阻R19、電阻R20、電容C9及紅外接收管D17輸出端連接，紅外接收管D17輸入端與電容C8、電阻R18及紅外接收管D16輸入端連接，紅外接收管D17輸出端與電阻R19、電阻R20、電容C9及紅外接收管D16輸出端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換式對(duì)射槽型紅外光電開關(guān)裝置，其特征在于上述輸出控制模塊(I)包括單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HCF4538，電容C2、C3，電阻R2、R3、R9、RIO、Rll、R12，二極管D14、D15，三極管Q4、Q5，發(fā)光LED燈D13，其中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HCF4538的RC端與電容C2、電阻R3連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HCF4538的CX端與地線及電容C2連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HCF4538的+T端與觸發(fā)器HEF40106的12號(hào)腳連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HCF4538的-T端與觸發(fā)器HEF40106的6號(hào)腳連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HCF4538的R端與電源及電容C3連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HCF4538的Q端與觸發(fā)器74HC112的CLK連接，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器HCF4538的Q非口端與電阻R12、RlO連接，三極管Q5的基極與電阻RlO、Rl I連接，三極管Q5的集電極與二極管D15的輸出端連接，三極管Q5的發(fā)射極與電阻RlI、二極管D15輸入端及地線連接，三極管Q4的基極與電阻R9、R2連接，三極管Q5的集電極極與二極管D14的輸出端連接，三極管Q5的發(fā)射極與電阻R2、二極管D14輸入端及地線連接，輸出負(fù)載端口 C與三極管Q5的集電極及二極管D15的輸出端連接，輸出負(fù)載端口 D與三極管Q4的集電極及二極管D14的輸出端連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切換式對(duì)射槽型紅外光電開關(guān)裝置，其特征在于上述電源模塊(6)包括二極管D2、D3、D4、D5，電容C4、C5，場效應(yīng)管Ql，熔絲RTl，電阻R4、R5，穩(wěn)壓芯片,7805，其中穩(wěn)壓芯片7805的VO 口接電源，穩(wěn)壓芯片7805的VI 口與電容C5、電阻R5、二極管D5的輸出端、電阻R4及場效應(yīng)管Ql的源極連接，場效應(yīng)管Ql的柵極與二極管D4的輸出端、電阻R4、二極管D5的輸入端連接，場效應(yīng)管Ql的漏極與二極管D2、D3的輸出端及電容C4連接，外接電源正極端口 A與二極管D3正極連接，外接電源負(fù)極端口 B與RTl連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種采用兩對(duì)紅外光管切換的對(duì)射式光電開關(guān)，用于邊緣檢測或行程終端位置檢測的場合，例如電梯運(yùn)行平層定位檢測等；具有兩對(duì)紅外光管切換功能，大大提高發(fā)射管壽命，具有抗干擾能力強(qiáng)、線路簡單、功耗低的特點(diǎn)；本發(fā)明采用多種穩(wěn)壓與保護(hù)電路，穩(wěn)壓范圍廣；由方波發(fā)生器輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射模塊，接收信號(hào)經(jīng)過動(dòng)態(tài)交流耦合得到信號(hào)給控制輸出電路，具有很強(qiáng)的抗干擾能力；本發(fā)明具有A、B兩對(duì)紅外光管，當(dāng)紅外光被擋住時(shí)，原來工作的一對(duì)紅外光管(如A對(duì)管)停止工作，切換為另外一對(duì)管(如B對(duì)管)工作；當(dāng)紅外光不被遮擋時(shí)，保持原來狀態(tài)；當(dāng)紅外光再次被擋時(shí)，停止正在工作的紅外對(duì)管(如B對(duì)管)工作，切換成A對(duì)管工作。
文檔編號(hào)H03K17/94GK102983848SQ20111026118
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2011年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月5日
發(fā)明者唐露新, 熊奇歡, 周流芳 申請(qǐng)人:中山碧圖電子科技有限公司