专利名称：切换式对射槽型光电开关的制作方法
技术领域：
本发明是一种切换式对射槽型红外光电开关，可以提高可靠性和使用寿命，用于边缘或行程终端位置检测的应用场合，例如电梯运行的平层定位和一些其他遮档光线产生输出定位信号的场合，是一个非常重要的检测元件，属于红外光电开关装置的技术改造。
背景技术：
红外光电开关用于电梯等运动物体的位置检测场合，用于边缘或行程终端位置检测的应用场合，例如电梯运行的平层定位和一些其他遮档光线定位场合，是一个非常重要的检测元件，其工作的稳定性不仅关系到电梯等运动物体是否准确检测定位，更关系到运动物体的安全性，因此提高可靠性和延长使用寿命是人们追求的目标。目前的红外光电开关一般的接收处理电路，采用一对红外发射接收管，不管什么情况都是由该对红外发射管不间档的工作，致使抗干扰能力较差、使用寿命较短。本发明的目的是为了克服传统的红外光电开关的缺点，提高系统可靠性和抗干扰能力、并采用两对红外发射管轮流工作。当发射管红外光遮挡时，让两对红外发射管进行切换，大大提高红外光电开关的使用寿命。
发明内容
本发明提供一种切换式对射槽型红外光电开关，用于边缘或行程终端位置检测的应用场合，例于电梯运行的平层定位和一些其他遮档光线定位场合。当发射管红外光遮挡时，让两对红外发射管进行切换，大大提高红外光电开关的使用寿命，具有强抗干扰、低能耗的特点。本发明包括由方波发生器、发射控制、输出控制、红外接收、红外发射、稳压电源等部分组成。其中红外发射是通过方波发生器产生2KHz左右频率方波信号，驱动红外发射模块，并提供给触发转换电路；当没有物体阻挡红外光接收时，红外接收电路接收一串红外方波信号经过动态交流耦合得到低电平控制信号，控制触发转换电路驱动输出电路；当有物体阻挡红外光接收时，控制信号为高电平，并由输出高电平信号反馈到控制输入端，这样具有很强的抗干扰能力。本发明具有A、B两对红外发光管，当红外光被挡住时，原来工作的一对红外管(如A对管)停止工作，由发射控制电路切换为另外一对管(如B对管)工作；当红外光不被遮挡时，保持原来状态；当红外光再次被挡住时，停止正在工作的红外对管工作，切换成A对
管工作。采用多重保护和稳压的电源电路，当外部瞬时电压大于50V时，具有过压保护功能；当供电回路电流大于限定值时，采用可恢复保险管保护；采用输入电压钳位电路限制二级稳压电路的输入电压，保证电源电路具有较宽的稳压范围。
图I是本发明的切换式对射槽型红外光电开关电路原理图。
具体实施例方式为达到上述发明内容之目的，采用以下技术方案如图I所示，本发明包括有方波发生器、发射控制、输出控制、红外接收、红外发射、稳压电源等，其中单稳态多谐振荡器Ul B作为输出控制，是红外光电开关的核心；方波发生器输出信号驱动红外发射管，红外光通过对射到红外接收管，给出动态交流信号控制Ul B触发控制电路；发射控制的JK触发器U4 A负责两个发射管的切换控制；稳压电源电路提供宽范围稳压和高可靠的电源。其中由U2的A和B组成方波输出电路，输出2KHZ的方波信号驱动红外发射管Q2和Q3，瞬变电压抑制二极管D6对Q2和Q3进行保护；这个方波信号同时输出到多谐振荡器Ul :B的-T端，成为重触发信号。两对发射接收对管A和B分别由Q2、D16和Q3、D17组成，当对射管之间没有遮挡物时，红外接收管D16或D17接收到方波信号，Q6输出低电平信号，使得U2的13脚为高电平、Ul B的+T端为低电平，这时Ul B的Q端输出低电平，Q4不导通，Q5导通。当对射管之间有遮挡物时，通过D16或D17接收使Q6输出高电平信号，再经过U2后使Ul B的Q端为高电平，Q4导通，Q5不导通。其中发射控制电路的采用U4 A的JK触发器负责两个发射管的切换控制，U4 A的J和K两端都是接高电平，其中时钟信号输入端CLK连接来自Ul B的Q端，使得U4 A的Q端和Q非端翻转，U4 A的Q端和Q非端分别控制Q2和Q3两个红外发射管。当对射管之间处于有遮挡物和没有遮挡物变换时，Ul B的Q端会产生相应的翻转信号，以作为U4 A时钟输入信号，一个完整的周期使U4 A的Q端和Q非端相应跳变一次，经过两次从无遮挡物到有遮挡物的转换后，两个发射管完成一个切换工作周期。其中稳压电源电路具有多重保护和宽范围稳压，当外部瞬时电压大于50V时，由瞬变电压抑制二极管D3作为过压保护，并通过可恢复保险管RTl形成过流保护；RT1还可以对供电回路进行过流保护；由Ql、D4、D5、R4等组成输入电压钳位电路，限制二级稳压电路U3的输入电压，保证电源电路具有较宽的稳压范围。
权利要求
1.本发明是一种切换式对射槽型红外光电开关装置。包括有发射控制(2)、方波发生器(5)、输出控制(I)、红外接收(4)、红外发射(3)、稳压电源(6),其中方波发生器(5)输出端分别与输出控制(I)的输入端与红外发射(3)的输入端连接，输出控制(I)的输出端分别与发射控制(2)输入端和红外接收(4)的输入端连接，发射控制(2)的输出端与红外发射(3)输入端连接。
2.根据权利要求I所述的切换式对射槽型红外光电开关装置，其特征在于上述发射控制(2)包括 JK 触发器 74HC112(U4)，电容 C6，电阻 R6、R7、R8，二极管 D9、DIO、Dll、D12，JK触发器74HC112(U4)中的J、S、K端口连接一起并与电阻R8连接，JK触发器74HC112 (U4)中的R端口与电容C6及电源连接，JK触发器74HC112(U4)中的CLK端口与单稳态触发器HEF4538的Q端口及发光管D13的输入端连接，JK触发器74HC112 (U4)中的Q端口与二极管DlO输出端口连接，JK触发器74HC112(U4)中的Q非端口与二极管D12的输出端口连接，电阻R8与触发器74HC112的J、K、S端连及电源连接，二极管D9输入端与电阻R6、三极管Q2基极连接，二极管D9输出端与触发器HEF40106的10号脚及二极管Dll输出端连接，电阻R6与电源连接及二极管D9、DlO的输入端连接，二极管DlO输入端与电阻R6、三极管Q2基极连接，二极管DlO输出端与JK触发器74HC112(U4)中的Q端口连接，二极管Dll输出端与触发器HEF40106的10号脚及二极管D9输出端连接，二极管Dll输入端与电阻R7、三极管Q3基极连接，二极管D12输出端与JK触发器74HC112的Q非端口连接，二极管D12输入端与电阻R7、三极管Q3基极连接，电阻R7与电源连接及二极管D11、D12的输入端连接，电容C6 —端与地线连接，电容C6另一端与电源及触发器74HC112的R端连接。
3.根据权利要求I所述的切换式对射槽型红外光电开关装置，其特征在于上述红外接收模块(4)包括施密特触发器HEF40106，红外接收管D16、D17，三极管06、07，电阻町3、R14、R16、R17、R18、R19、R20,电容 C7、C8、C9、CIO、C11，三极管 Q6 的基极与电容 C7 及电阻R16连接，三极管Q6的集电极与三极管Q7基极及电阻R12连接，三极管Q6的发射极与电阻Rl5连接，三极管Q7的基极与三极管Q6的集电极及电阻Rl2连接，三极管Q7的集电极与电源及电阻R12、电容Cll连接，三极管Q7的发射极与电阻R14连接，红外接收管D16输入端与电容C8、电阻R18及红外接收管D17输入端连接，红外接收管D16输出端与电阻R19、电阻R20、电容C9及红外接收管D17输出端连接，红外接收管D17输入端与电容C8、电阻R18及红外接收管D16输入端连接，红外接收管D17输出端与电阻R19、电阻R20、电容C9及红外接收管D16输出端连接。
4.根据权利要求I所述的切换式对射槽型红外光电开关装置，其特征在于上述输出控制模块(I)包括单稳态触发器HCF4538，电容C2、C3，电阻R2、R3、R9、RIO、Rll、R12，二极管D14、D15，三极管Q4、Q5，发光LED灯D13，其中单稳态触发器HCF4538的RC端与电容C2、电阻R3连接，单稳态触发器HCF4538的CX端与地线及电容C2连接，单稳态触发器HCF4538的+T端与触发器HEF40106的12号脚连接，单稳态触发器HCF4538的-T端与触发器HEF40106的6号脚连接，单稳态触发器HCF4538的R端与电源及电容C3连接，单稳态触发器HCF4538的Q端与触发器74HC112的CLK连接，单稳态触发器HCF4538的Q非口端与电阻R12、RlO连接，三极管Q5的基极与电阻RlO、Rl I连接，三极管Q5的集电极与二极管D15的输出端连接，三极管Q5的发射极与电阻RlI、二极管D15输入端及地线连接，三极管Q4的基极与电阻R9、R2连接，三极管Q5的集电极极与二极管D14的输出端连接，三极管Q5的发射极与电阻R2、二极管D14输入端及地线连接，输出负载端口 C与三极管Q5的集电极及二极管D15的输出端连接，输出负载端口 D与三极管Q4的集电极及二极管D14的输出端连接。
5.根据权利要求I所述的切换式对射槽型红外光电开关装置，其特征在于上述电源模块(6)包括二极管D2、D3、D4、D5，电容C4、C5，场效应管Ql，熔丝RTl，电阻R4、R5，稳压芯片,7805，其中稳压芯片7805的VO 口接电源，稳压芯片7805的VI 口与电容C5、电阻R5、二极管D5的输出端、电阻R4及场效应管Ql的源极连接，场效应管Ql的栅极与二极管D4的输出端、电阻R4、二极管D5的输入端连接，场效应管Ql的漏极与二极管D2、D3的输出端及电容C4连接，外接电源正极端口 A与二极管D3正极连接，外接电源负极端口 B与RTl连接。
全文摘要
本发明是一种采用两对红外光管切换的对射式光电开关，用于边缘检测或行程终端位置检测的场合，例如电梯运行平层定位检测等；具有两对红外光管切换功能，大大提高发射管寿命，具有抗干扰能力强、线路简单、功耗低的特点；本发明采用多种稳压与保护电路，稳压范围广；由方波发生器输出信号驱动红外发射模块，接收信号经过动态交流耦合得到信号给控制输出电路，具有很强的抗干扰能力；本发明具有A、B两对红外光管，当红外光被挡住时，原来工作的一对红外光管(如A对管)停止工作，切换为另外一对管(如B对管)工作；当红外光不被遮挡时，保持原来状态；当红外光再次被挡时，停止正在工作的红外对管(如B对管)工作，切换成A对管工作。
文档编号H03K17/94GK102983848SQ20111026118
公开日2013年3月20日 申请日期2011年9月5日 优先权日2011年9月5日
发明者唐露新, 熊奇欢, 周流芳 申请人:中山碧图电子科技有限公司