多功能漫反射式光电传感器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多功能漫反射式光电传感器，包括外壳，所述外壳内包括LED发射电路、接收电路、发射控制及接收处理器、32位ARM处理器、NPN/PNP双路输出芯片以及按键设置及显示电路，所述32位ARM处理器通过IIC通讯总线与发射控制及接收处理器相连；所述32位ARM处理器还与NPN/PNP双路输出芯片相连，控制NPN/PNP双路输出芯片的输出状态；所述发射控制及接收处理器分别与LED发射电路以及接收电路相连；所述32位ARM处理器还与按键设置及显示电路相连。此传感器同时集成了双路输出功能、输出前延时和输出后延时功能、输出单稳态和双稳态切换功能等，把现有的生产和设计环节需要区分的大量型号和规格全部集成到一个产品中，很大程度上简化了生产，减小了库存型号。
【专利说明】多功能漫反射式光电传感器
【技术领域】
[0001]本发明涉及漫反射式光电传感器，更具体地说，是涉及一种多功能漫反射式光电传感器。
【背景技术】
[0002]漫反射式光电传感器，是发射器和接收器置于一体，正常情况下接收器收不到发射器发出的光信号，当检测物进入检测范围时，发射光线射到其表面，形成漫反射效果，部分光线被反射回来，接收器收到光信号，输出一个开关控制信号。漫反射光电传感器具有距离调节功能，在工业控制现场或其它应用场合需要进行检测距离调节，确定检测范围，其实现方式是通过调节接收端灵敏度，改变检测距离。
[0003]现有的漫反射式光电传感器，大都采用的是单一输出逻辑，NPN逻辑或者PNP逻辑，我们常见的工厂流水线上所使用的传感器往往也不统一，有的是NPN逻辑，有的是PNP逻辑；检测到物体，就立即执行输出，无延时输出功能；输出状态为单稳态，也就是只有一种稳定状态，当检测到物体时，进入暂态，当检测物移开时，由暂态恢复到稳定状态；对检测物距离的设置，是通过电位器来调节发射管电流的强度进行距离设置，或者调节接收放大器电路的灵敏度来进行距离设置。电位器调节受人为因素的影响，一致性很难得到保证，具体如下:
[0004]I)漫反射式光电传感器输出逻辑有NPN和PNP两种，常规漫反射式光电传感器的输出逻辑往往只有一种，要么NPN，要么PNP ;输出模式有NO(常开)和NC(常闭)两种，有些漫反射式光电传感器N0/NC可选，有些N0/NC是固定的。
[0005]2)常规漫反射式光电传感器，检测到目标物，就立即执行输出控制；目标物离开，输出恢复，没有输出延时可选功能。
[0006]3)常规漫反射式光电传感器输出状态为单稳态，目标物体进入时输出触发，物体离开时输出又断开。
[0007]4)常规漫反射式光电传感器对目标物距离的设置，主要有两种实现方案，一种是通过电位器调节发射管电流的强度进行距离设置；另一种，是通过电位器调节接收放大电路的灵敏度进行距离设置。
[0008]现有的漫反射式光电传感器存在以下缺陷:
[0009]I)逻辑单一，如果用户的使用场合改变，恰好原有的传感器逻辑又不符合现有要求的话，就只能更换一批符合逻辑要求的传感器来替换原有的传感器，同时也会给用户带来不小的损失；又或者生产线上新老机器更替时，传感器逻辑输出可能会有冲突，就会出现一部分使用的是NPN型，一部分使用的是PNP型，同样也会给用户带来不便。
[0010]2)无输出延时功能，有很多应用场合，传感器使用中会有其它因素误触发传感器，这时传感器使用者需要设置输出延时消除这些不可避免的误动作，无输出延时功能就无法适应这些应用场合。
[0011]3)双稳态是目标物体进入时输出触发，物体尚开时输出不变，物体再次进入时输出才断开，每来一个物体输出有一次变化，可作为生产线上用的双稳态计数器或电梯检测用的双稳态传感器等，这些是单稳态传感器所不能实现的。
[0012]4)电位器调节距离，存在一致性问题，现场设置时不同的操作人员会给传感器距离预留不同的检测余量，如果余量过小会影响检测可靠性。传感器的信号检测部分很容易引入电磁干扰，电位器的加入使得电路设计和屏蔽设计时电磁干扰处理难度增加很多，如果处理不好，产品的抗干扰能力会很弱。
[0013]由此可见，现有的漫反射式光电传感器功能单一，灵活性差，在不同的场合，要区分选择不同型号的传感器，用户在选型时，设备升级变更时，都要区分选择不同型号的传感器，非常不方便。而目前市场需要的是设计一款多功能的漫反射式光电传感器，同时可以兼容所有输出逻辑，并且具备所有常用的功能和模式，通过新的距离设定方式改进原有电位器距离设定的缺陷，会给用户使用带来很多方便，有较好的市场前景。
【发明内容】
[0014]针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种多功能漫反射式光电传感器。
[0015]为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案:
[0016]—种多功能漫反射式光电传感器，包括外壳，所述外壳内包括LED发射电路、接收电路、发射控制及接收处理器、32位ARM处理器、NPN/PNP双路输出芯片以及按键设置及显示电路，所述32位ARM处理器通过IIC通讯总线与发射控制及接收处理器相连；所述32位ARM处理器还与NPN/PNP双路输出芯片相连，控制NPN/PNP双路输出芯片的输出状态；所述发射控制及接收处理器分别与LED发射电路以及接收电路相连；所述32位ARM处理器还与按键设置及显示电路相连。
[0017]所述32位ARM处理器实现输出前延时或/和输出后延时。
[0018]所述输出前延时分10 个等级，分别为 0s、ls、5s、10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s。
[0019]所述输出后延时分10 个等级，分别为 0s、ls、5s、10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s。
[0020]所述32位ARM处理器通过IIC通讯总线向发射控制及接收处理器发出距离设置信号，由发射控制及接收处理器根据目标物距离选择发射电流等级。
[0021]所述距离设置信号为无背景距离设置信号时，由发射控制及接收处理器根据目标物距离选择发射电流等级后，由32位ARM处理器根据发射电流等级计算出相应的发射电流基准点。
[0022]所述距离设置信号为有背景距离设置信号时，由发射控制及接收处理器根据目标物距离选择发射电流等级后，由32位ARM处理器根据发射电流等级计算出相应的发射电流基准点；
[0023]32位ARM处理器还根据背景接收信号的值计算出相应的背景基准点；
[0024]通过发射电流基准点以及背景基准点计算相对应的基准点。
[0025]所述按键设置及显示电路相连向所述32位ARM处理器发出双稳态模式输出控制或单稳态模式输出控制。
[0026]与现有技术相比，采用本发明的一种多功能漫反射式光电传感器，此传感器同时集成了:双路输出功能，可以单独设置每一路的NPN/PNP逻辑和N0/NC状态；输出前延时和输出后延时功能；输出单稳态和双稳态切换功能等，把现有的生产和设计环节需要区分的大量型号和规格全部包含了，集成到一个产品中，很大程度上简化了生产，减小了库存型号，而且方便了客户的选型和使用，后期使用过程中也可以灵活变更逻辑和状态，同时加入的延时和双稳态功能使传感器能应用在一些特殊需求的场合。另外，通过按键进行距离设置的方法，操作方便，而且使设置结果更稳定可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明的一种多功能漫反射式光电传感器的原理示意图；
[0028]图2为图1中的32位ARM处理器与NPN/PNP双路输出芯片的电路图；
[0029]图3为图1中的32位ARM处理器在无背景距离设置信号时的流程示意图；
[0030]图4为图1中的32位ARM处理器在有背景距离设置信号时的流程示意图。
【具体实施方式】
[0031 ] 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0032]请参阅图1、图2所不的一种多功能漫反射式光电传感器,包括外壳11,外壳11内设有电路板30，电路板30上包括LED发射电路12、接收电路13、发射控制及接收处理器14、32位ARM处理器15、NPN/PNP双路输出芯片16以及按键设置及显示电路17，32位ARM处理器15通过IIC通讯总线与发射控制及接收处理器14相连；32位ARM处理器15还与NPN/PNP双路输出芯片16相连，控制NPN/PNP双路输出芯片的输出状态；发射控制及接收处理器14分别与LED发射电路12以及接收电路13相连；32位ARM处理器15还与按键设置及显示电路17相连。
[0033]外壳11的前端设有滤光板19,滤光片后的镜架结构20内设有一个发射透镜21以及一个接收透镜22，发射透镜21的后侧`设有光栅24，接收透镜22的后侧设有滤光片23 ；
`[0034]按键设置及显示电路17内包括数码管显示26、电源和信号知识灯27、按键设置25 ；
[0035]外壳11内还设有用于给整个多功能漫反射式光电传感器供电的电源电路18。
[0036]在图2中，NPN/PNP双路输出芯片ICl是集成的10-LINK输出电路芯片，其具有两路独立的输出通道，且每路都能单独配置为NPN/PNP逻辑，还具有短路保护功能。通过32位ARM处理器设置IO-LINK芯片的INl、QCFGl、IN2、QCFG2引脚的高低电平来控制QN1、QPUQN2和QP2管脚ON和OFF状态，完成两路输出的NPN和PNP逻辑转换和N0/NC的状态设置，具体设置见表1:
[0037]表1
[0038]
【权利要求】
1.一种多功能漫反射式光电传感器,包括外壳,其特征在于: 所述外壳内包括LED发射电路、接收电路、发射控制及接收处理器、32位ARM处理器、NPN/PNP双路输出芯片以及按键设置及显示电路，所述32位ARM处理器通过IIC通讯总线与发射控制及接收处理器相连；所述32位ARM处理器还与NPN/PNP双路输出芯片相连，控制NPN/PNP双路输出芯片的输出状态；所述发射控制及接收处理器分别与LED发射电路以及接收电路相连；所述32位ARM处理器还与按键设置及显示电路相连。
2.根据权利要求1所述的多功能漫反射式光电传感器，其特征在于: 所述32位ARM处理器实现输出前延时或/和输出后延时。
3.根据权利要求2所述的多功能漫反射式光电传感器，其特征在于: 所述输出前延时分10个等级，分别为0s、ls、5s、10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s。
4.根据权利要求2所述的多功能漫反射式光电传感器，其特征在于: 所述输出后延时分10个等级，分别为0s、ls、5s、10s、15s、20s、25s、30s、35s、40s。
5.根据权利要求1所述的多功能漫反射式光电传感器，其特征在于: 所述32位ARM处理器通过IIC通讯总线向发射控制及接收处理器发出距离设置信号，由发射控制及接收处理器根据目标物距离选择发射电流等级。
6.根据权利要求5所述的多功能漫反射式光电传感器，其特征在于: 所述距离设置信号为无背景距离设置信号时，由发射控制及接收处理器根据目标物距离选择发射电流等级后，由32位ARM处理器根据发射电流等级计算出相应的发射电流基准点。
7.根据权利要求5所述的多功能漫反射式光电传感器，其特征在于: 所述距离设置信号为有背景距离设置信号时，由发射控制及接收处理器根据目标物距离选择发射电流等级后，由32位ARM处理器根据发射电流等级计算出相应的发射电流基准占.32位ARM处理器还根据背景接收信号的值计算出相应的背景基准点； 通过发射电流基准点以及背景基准点计算相对应的基准点。
8.根据权利要求1所述的多功能漫反射式光电传感器，其特征在于: 所述按键设置及显示电路相连向所述32位ARM处理器发出双稳态模式输出控制或单稳态模式输出控制。
【文档编号】G01V8/10GK103744123SQ201310695359
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】祁伟光, 谢勇, 甘海苗 申请人:上海兰宝传感科技股份有限公司