一种传感器电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种传感器电路，包括光发射单元、光接收单元、第一电阻和电压比较器；所述光发射单元的第一端连接至第一电压端，所述光发射单元的第二端接地；所述光接收单元的第一端通过所述第一电阻连接至所述第一电压端，所述光接收单元的第二端接地；所述电压比较器的同相输入端与所述光接收单元的第一端连接，所述电压比较器的反相输入端连接至参考电压端。本实用新型可避免灰尘的干扰，提高传感器检测的可靠性和实时性。
【专利说明】
一种传感器电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种传感器电路。
【背景技术】
[0002]自动柜员机内部安装有多个U型的红外传感器，该传感器用于检测柜员机内的运动部件位移是否到位。自动柜员机需要在不同的环境条件下使用，而在灰尘较多的环境下使用的自动柜员机，灰尘往往会积累在机器内部，如果过多的灰尘积累在自动柜员机里的U型传感器上面，将影响U型传感器的正常工作。
[0003]如图1所示，现有的U型传感器一般包括发光端101和接光端102。当U型传感器通电后，发光端1I将发光，若光路传导空间103中没有物品遮挡，光将从发光端1I照射到接光端102上，接光端102接到光后，U型传感器将输出一个低电平提供给MCU，表示通光。若光路传导空间103中有物品遮挡，光将无法照射到接光端102上，此时U型传感器将输出一个高电平给MCU，表示挡光。
[0004]为实现在被物品遮挡和未被物品遮挡时高低电平的输出，现有的U型传感器通常将接光端102产生的分压输入到施密特反相器中。具体地，当没有遮挡时，接光端102产生的分压小于施密特反相器的负向阈值，施密特反相器将输出高电平，M⑶(Microcontrol IerUnit,微控制单元)根据接收到的高电平判定U型部位当前通光无遮挡。当存在遮挡时，接光端102产生的分压大于施密特反相器的正向阈值，施密特反相器将输出低电平，MCU根据接收到的低电平判定U型部位当前不通光被遮挡。
[0005]然而，随着U型传感器中发光端101或接光端102上灰尘的增多，灰尘将对光路造成一定的遮挡，当部件未对U型传感器形成遮挡时，接光端102产生的分压仍大于施密特反相器的负向阈值，施密特反相器将一直输出低电平，造成MCU的误判。此外，由于施密特反相器的迟滞特性，现有的U型传感器存在一定延迟，无法满足高灵敏度的实时检测需求。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于，提供一种传感器电路，减少灰尘对传感器的干扰，提高传感器电路的灵敏度和可靠性。
[0007]本实用新型实施例提供的一种传感器电路，包括光发射单元、光接收单元、第一电阻和电压比较器；
[0008]所述光发射单元的第一端连接至第一电压端，所述光发射单元的第二端接地；
[0009]所述光接收单元的第一端通过所述第一电阻连接至所述第一电压端，所述光接收单元的第二端接地；
[0010]所述电压比较器的同相输入端与所述光接收单元的第一端连接，所述电压比较器的反相输入端连接至参考电压端。
[0011 ]优选地，所述光发射单元为发光二极管；
[0012]所述光发射单元的第一端为所述发光二极管的正极，所述光发射单元的第二端为所述发光二极管的负极。
[0013]优选地，所述光接收单元为光敏三极管；
[0014]所述光接收单元的第一端为所述光敏三极管的集电极，所述光接收单元的第二端为所述光敏三极管的发射极。
[0015]进一步地，所述传感器电路还包括第二电阻；
[0016]所述光发射单元的正极连接至第一电压端，具体为:
[0017]所述光发射单元的正极通过所述第二电阻连接至所述第一电压端。
[0018]更进一步地，所述传感器电路还包括第三电阻；
[0019]所述电压比较器的反相输入端连接至参考电压端，具体为:
[0020]所述电压比较器的反相输入端通过所述第三电阻连接至所述参考电压端。
[0021 ]此外，所述传感器电路还包括微控制单元；
[0022]所述电压比较器的输出端连接至所述微控制单元。
[0023]优选地，所述传感器电路还包括第四电阻；
[0024]所述电压比较器的输出端连接至所述微控制单元，具体为:
[0025]所述电压比较器的输出端通过所述第四电阻连接至所述微控制单元。
[0026]本实用新型实施例提供的传感器电路，通过引入电压比较器，将光接收单元形成的分压与预先设置的参考电压进行比较，从而快速可靠地判断光发射单元与光接收单元之间的光路是否被其他部件遮挡。通过设置适合的参考电压，能有效抵抗灰尘对传感器电路的干扰，减少由于灰尘积累导致的传感器误报问题。此外，与现有方案中的施密反相器相比，电压比较器迟滞较小，可对传感器光路的遮挡状况进行实时快速的反馈。
【附图说明】
[0027]图1是现有技术提供的U型传感器的结构示意图；
[0028]图2是本实用新型提供的传感器电路的一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030]参见图2，是本实用新型提供的传感器电路的一个实施例的结构示意图。
[0031]所述传感器电路包括光发射单元201、光接收单元202、第一电阻Rl和电压比较器Dl0
[0032]所述光发射单元201的第一端连接至第一电压端VI，所述光发射单元201的第二端接地。
[0033]所述光接收单元202的第一端通过所述第一电阻Rl连接至所述第一电压端VI，所述光接收单元202的第二端接地。
[0034]所述电压比较器Dl的同相输入端与所述光接收单元202的第一端连接，所述电压比较器Dl的反相输入端连接至参考电压端V2。
[0035]其中，所述光发射单元201优选为发光二极管，用于向所述光接收单元202发射红外光。所述光发射单元201的第一端为所述发光二极管的正极，所述光发射单元201的第二端为所述发光二极管的负极。所述光接收单元202优选为光敏三极管，用于接收所述光发射单元发出的光线。所述光接收单元202的第一端为所述光敏三极管的集电极，所述光接收单元202的第二端为所述光敏三极管的发射极。所述第一电阻Rl的阻值优选为25kQ。
[0036]在具体实施当中，所述光接收单元202的光接收面与所述光发射单元201的光出射方向相对，当所述光发射单元201与所述光接收单元202之间不存在物件遮挡时，所述光接收单元202的接收到的光强度较强，光敏三极管的等效电阻Rce很小，根据等效电阻Rce与第一电阻Rl的分压关系可知，此时电压比较器Dl同相输入端的电压较小，低于参考电压端V2的电压，电压比较器Dl输出低电平。当所述光发射单元201与所述光接收单元202之间存在物件遮挡时，所述光接收单元202的接收到的光强度较弱，光敏三极管的等效电阻Rce很大，根据等效电阻Rce与第一电阻Rl的分压关系可知，此时电压比较器Dl同相输入端的电压较大，高于参考电压端V2的电压，电压比较器Dl输出高电平。通过对电压比较器Dl输出的高低电平即可判断光发射单元201与光接收单元202之间运动部件是否运动到位。
[0037]现有的U型传感器中大多采用施密特反相器，其正向阈值和负向阈值一般为固有特性，使用过程中难以改变，如银行柜员机中一种比较常用的施密特反相器的正向阈值为
3.5V，负向阈值为1.5V，当灰尘积累到一定程度时，即便在光路未被物体遮挡时，光接收单元接收到的光强不足，其产生的分压仍高于1.5V，施密特反相器的输出电平将无法翻转，导致设备误判报错。本实用新型通过引入电压比较器，将光接收单元形成的分压与预先设置的参考电压进行比较，从而快速可靠地判断光发射单元与光接收单元之间的光路是否被其他部件遮挡。本实用新型的参考电压可灵活设置，如一种优选的实施方式当中，所述参考电压端V2的电压为3V，当光接收单元形成的分压高于3V时电压比较器输出高电平，当光接收单元形成的分压低于3V时电压比较器输出低电平，而在实际使用时，灰尘积累也不是无限递增的，当灰尘积累到一定程度后，将趋于饱和，不会进一步再积累灰尘，此时光接收单元产生的分压大致在2.5V左右，仍小于报错的阈值3V。由此可见，本实用新型可灵活地设置参考电压，通过设置适合的参考电压值，能有效抵抗灰尘对传感器电路的干扰，减少由于灰尘积累导致的传感器误报问题。此外，与现有方案中的施密反相器相比，电压比较器迟滞较小，可对传感器光路的遮挡状况进行实时快速的反馈，有利于提高检测的实时性和可靠性，尤其适合在银行柜员机等对可靠性要求较高的设备中使用。
[0038]进一步地，所述传感器电路还包括第二电阻R2。
[0039]所述光发射单元201的正极连接至第一电压端VI，具体为:
[0040]所述光发射单元201的正极通过所述第二电阻R2连接至所述第一电压端VI。
[0041 ]通过第二电阻R2的分压限流作用，保证光发射单元202的发光二极管正常工作的同时，并可通过调节第二电阻R2的阻值大小，调整发光二极管产生的光强。具体地，所述第二电阻R2的阻值优选为100 Ω。
[0042]所述传感器电路还包括第三电阻R3。
[0043]所述电压比较器Dl的反相输入端连接至参考电压端V2，具体为:
[0044]所述电压比较器Dl的反相输入端通过所述第三电阻R3连接至所述参考电压端V2。
[0045]通过第三电阻R3将所述电压比较器Dl的反相输入端上拉至参考电压端V2，保证了电压比较器Dl的输入安全。具体地，所述第三电阻R3的阻值优选为1kQ。
[0046]更进一步地，所述传感器电路还包括微控制单元Ml。所述电压比较器Dl的输出端连接至所述微控制单元Ml。所述微控制单元Ml用于根据电压比较器Dl的输出电压，判断当前传感器光路是否被遮挡，以确定运动部件是否移动到位。
[0047]在具体实施当中，所述传感器电路还包括第四电阻R4。
[0048]所述电压比较器Dl的输出端连接至所述微控制单元Ml，具体为:
[0049]所述电压比较器Dl的输出端通过所述第四电阻R4连接至所述微控制单元Ml。
[0050]通过第四电阻R4的限流作用，保证了MCU的l/0(lnput/0utput)接口的安全。具体地，所述第四电阻R4的阻值优选为1kQ。
[0051]以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种传感器电路，其特征在于，包括光发射单元、光接收单元、第一电阻和电压比较器； 所述光发射单元的第一端连接至第一电压端，所述光发射单元的第二端接地； 所述光接收单元的第一端通过所述第一电阻连接至所述第一电压端，所述光接收单元的第二端接地； 所述电压比较器的同相输入端与所述光接收单元的第一端连接，所述电压比较器的反相输入端连接至参考电压端。2.如权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述光发射单元为发光二极管； 所述光发射单元的第一端为所述发光二极管的正极，所述光发射单元的第二端为所述发光二极管的负极。3.如权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述光接收单元为光敏三极管； 所述光接收单元的第一端为所述光敏三极管的集电极，所述光接收单元的第二端为所述光敏三极管的发射极。4.如权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述传感器电路还包括第二电阻； 所述光发射单元的正极连接至第一电压端，具体为: 所述光发射单元的正极通过所述第二电阻连接至所述第一电压端。5.如权利要求1所述的传感器电路，其特征在于，所述传感器电路还包括第三电阻； 所述电压比较器的反相输入端连接至参考电压端，具体为: 所述电压比较器的反相输入端通过所述第三电阻连接至所述参考电压端。6.如权利要求1到5任一项所述的传感器电路，其特征在于，所述传感器电路还包括微控制单元； 所述电压比较器的输出端连接至所述微控制单元。7.如权利要求6所述的传感器电路，其特征在于，所述传感器电路还包括第四电阻； 所述电压比较器的输出端连接至所述微控制单元，具体为: 所述电压比较器的输出端通过所述第四电阻连接至所述微控制单元。
【文档编号】G01D5/40GK205537699SQ201620210729
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】王振广, 张海堂
【申请人】广州广电运通金融电子股份有限公司