一种纠偏系统的光电传感器的制造方法
一种纠偏系统的光电传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种纠偏系统的光电传感器。它包括MCU单片机、光发射电路、光接收电路、输出驱动电路和显示电路，MCU单片机控制光发射电路发出光信号，光接收电路接收光信号进行交流放大，MCU单片机采集光接收电路的信号波动值并计算差值，按键电路设置物料完全遮挡或未遮挡的状态，MCU单片机存储全遮挡或未遮挡下光接收电路的信号最高最低值并计算差值，MCU单片机将两个差值按比例计算，将计算获得的结果作为信号，供给输出驱动电路，并控制显示电路。本实用新型的优点是，克服了物料的透明度的影响，提高了纠偏精度。
【专利说明】一种纠偏系统的光电传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于纠偏控制系统领域，具体涉及一种纠偏系统的光电传感器。
【背景技术】
[0002]目前，纠偏系统的传感器按物料识别对象分为:跟边传感器、跟线传感器和跟边跟线传感器三大类。其中跟线传感器和跟边跟线传感器一般都为反射式，技术难度和成本相对较高，调试难度也较大；而跟边传感器多为U形对射式，难度和成本相对较低，调试方便。
[0003]U形对射式传感器又分为光电传感器和超声波传感器两种。超声波传感器的优点在于其不受物料的透明度的影响，只要不是网状或透气物料，在很多场合都能做到免调试，但成本较高。光电传感器则成本较低，影响其工作稳定性的主要因素是物料的透明度，纠偏精度较低。
[0004]现有光电传感器的电路原理如图1所示，它包括MCU单片机1、光发射电路2、光接收电路3、输出驱动电路4和显示电路5，MCU单片机I控制光发射电路2发出光信号，光接收电路3接收光信号由交流信号变为直流信号，送入输出驱动电路4，输出驱动电路4进行直流放大，MCU单片机I采集输出驱动电路4的直流信号，MCU单片机I控制显示电路5显示相应状态。
[0005]这种光电传感器的工作原理是:MCU单片机提供固定频率的脉冲信号给光发射电路，光发射电路的发射管产生相应频率发射光，经U形传感器内侧照射到光接收电路的接收管，物料经过U形传感器内侧光柱进行检测，光接收电路接收光照强度，并进行放大和滤波处理成一个直流电压，送入输出驱动电路，输出驱动电路再将接收的直流电压进行直流放大，供MCU单片机采集，MCU单片机采集实际电压值并控制显示电路显示相应状态。
[0006]现有光电传感器的缺点是:假如用不透明的物料调试光电传感器参数，则不遮挡传感器光柱时输出为5V，全遮挡传感器光柱时输出电压为0V，此时该传感器的正常工作输出电压为0-5V，以该电压匹配控制器后就能正常的纠偏作业，但如果现场更换透明度为50%的的物料，则会出现传感器输出电压范围变为2.5-5V，必须在控制器上重新做传感器实际输出电压匹配操作。且受控制器对电压的识别精度限制和现场干扰的影响，如因物料透明度高传感器实际输出电压差值小于0.5V，控制器则有可能出现误判断，严重影响纠偏精度。
【发明内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种纠偏系统的光电传感器，它能克服物料的透明度的影响，提高纠偏精度。
[0008]本实用新型所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括MCU单片机、光发射电路、光接收电路、输出驱动电路和显示电路，MCU单片机控制光发射电路发出光信号，光接收电路的输出端连接MCU单片机的输入端，按键电路的输出端连接MCU单片机的控制端，MCU单片机输出端连接输出驱动电路，MCU单片机的显示输出端口连接显示电路。
[0009]本实用新型的工作原理是:光接收电路接收光信号进行交流放大，MCU单片机采集光接收电路的信号波动值并计算差值，按键电路设置物料完全遮挡或未遮挡的状态，MCU单片机存储全遮挡或未遮挡下光接收电路的信号最高最低值并计算差值，MCU单片机将两个差值按比例计算，将计算获得的结果作为信号，供给输出驱动电路，并控制显示电路。
[0010]由于具有按键电路设置全遮挡或未遮挡的状态，MCU单片机能获得这两种状态下的最大差值，并将该最大差值保存，同时MCU单片机现场采集物料经过光柱的半遮挡过程中产生的信号波动值，将两种差值按比例计算，一方面通过显示电路显示物料的状态，另一方面给控制器提供信号实施纠偏。因物料透明度不同，其最大差值和信号波动值都不同，但其比值只跟遮挡状态有关。这样克服了物料的透明度的影响，提高了纠偏精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]本实用新型的【专利附图】
【附图说明】如下:
[0012]图1为现有光电传感器的电路原理框图；
[0013]图2为本实用新型的电路原理框图；
[0014]图3为本实用新型的光接收电路的电路图；
[0015]图4为本实用新型MCU单片机信息处理的主程序流程图；
[0016]图5为定时器中断程序流程图；
[0017]图6为按键设置程序流程图。
[0018]图中:1.MCU单片机；2.光发射电路；3.光接收电路；4.输出驱动电路；5.显示电路;6.按键电路。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0020]如图2所示，本实用新型包括包括有MCU单片机1、光发射电路2光接收电路3、输出驱动电路4和显示电路5，MCU单片机I控制光发射电路2发出光信号，光接收电路3的输出端连接MCU单片机I的输入端，按键电路6的输出端连接MCU单片机I的控制端，MCU单片机I输出端连接输出驱动电路4，MCU单片机I的显示输出端口连接显示电路5。
[0021]在图2中，光接收电路3接收光信号进行交流放大，MCU单片机I采集光接收电路3的信号波动值并计算差值，按键电路6设置物料完全遮挡或未遮挡的状态，MCU单片机I存储全遮挡或未遮挡下光接收电路3的信号最高最低值并计算差值，MCU单片机I将两个差值按比例计算，将计算获得的结果作为信号，供给输出驱动电路4，并控制显示电路5。
[0022]如图3所示，光接收电路3包括光接收管和放大电路，光接收管的输出端口并联干扰滤波电容后连接在运算放大器组成的放大电路输入端口，放大电路对光接收管输出的信号做交流放大后直接送入MCU单片机I采集信号峰值。
[0023]本实用新型的MCU单片机信息处理的流程包括以下步骤:
[0024]如图4所示的主程序流程如下:
[0025]程序开始于SlOl ；
[0026]在步骤S102，程序初始化外设端口，获取上次保存的最大最小电压差值ADmax、ADmin，并开启定时器，定时器的定时值决定了发射电路的发射频率，因需要实时采集信号的高低峰值电压，所以频率不宜过高(【具体实施方式】见S201至S205定时器中断处理流程)；
[0027]在步骤S103，延时等待一段时间，然后执行S104 ;延时等待时间至少超过两次中断的时间，使得中断程序至少分别更新一次最高最低电压值；
[0028]在步骤S104，计算中断函数中最新记录的两个电压AD1、AD2的差值AD，然后执行S105。若 ADDAD2，则 AD=AD1_AD2 ;若 AD1〈AD2，则 AD=AD2_AD1 ；
[0029]在步骤S105，对比当前计算的电压差值在当前物料所对应的全差值范围所占的比例，后执行S106。比例计算方法为:
[0030](AD- ADmin) / (ADmax-ADmin)
[0031]在步骤S106，按照S105计算的对应比例点亮对于的LED作显示作用，并通过对应比例的PWM信号控制输出级输出相应电压信号给控制器；
[0032]在步骤S107，程序当前周期执行完成，跳回S104开始下一周期的运算。
[0033]主程序中如发生中断请求或按键按下则跳出执行对应程序后继续主程序的流程。
[0034]图5所示为定时器中断程序流程:
[0035]当定时器中断发生，程序跳到S201开始往下执行:
[0036]在步骤S201，切换当前发射管状态后执行S202 ;如当前发射管状态为关断则点売;
[0037]在步骤S202，等待一定时间，使接收电路输出达到最大或最小峰值，此时间为传感器发射、接收电路的响应时间，根据实际情况调节，很短；
[0038]在步骤S203、S204，读取当前的峰值电压，并保存为发射管对应状态的峰值电压ADl 或 AD2 ；
[0039]在步骤S205，结束定时器中断程序，继续执行主程序。
[0040]图6所不为按键设置程序流程:
[0041]当按键按下，程序跳到S301开始执行:
[0042]在步骤S301，同S104计算当前定时器中断函数记录的两个电压值得差值AD，记为ADmax,后执行 S302 ；
[0043]在步骤S302，等待下一个功能按键按下。按键按下后执行S303 ；
[0044]在步骤S303，同S104计算当前定时器中断函数记录的两个电压值得差值AD，记为ADmin，后执行 S304 ；
[0045]在步骤S304,对比两次按键按下时记录的电压值,并调整位置,使得ADmin〈ADmax,并保存；具体为,若ADmin>ADmax则执行以下操作:否则不做改动；
[0046]ADmin=ADmin+ADmax ；ADmax=ADmin-ADmax ；ADmin=ADmin-ADmax ；
[0047]在步骤S304，结束设置项流程，返回继续执行主程序。
【权利要求】
1.一种纠偏系统的光电传感器,包括有MCU单片机(I)、光发射电路(2)、光接收电路(3)、输出驱动电路(4)和显示电路(5)，MCU单片机(I)控制光发射电路(2)发出光信号，其特征是:光接收电路(3)的输出端连接MCU单片机(I)的输入端，按键电路(6)的输出端连接MCU单片机(I)的控制端，MCU单片机(I)输出端连接输出驱动电路(4)，MCU单片机(I)的显示输出端口连接显示电路(5)。
2.根据权利要求1所述的一种纠偏系统的光电传感器，其特征是:光接收电路(3)包括光接收管和放大电路，放大电路对光接收管输出的信号做交流放大直接送入MCU单片机(I)采集。
【文档编号】G01D5/34GK203981191SQ201320852305
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】柳发未, 罗人轩, 陈永华 申请人:重庆东登科技有限公司
【专利摘要】本实用新型公开了一种纠偏系统的光电传感器。它包括MCU单片机、光发射电路、光接收电路、输出驱动电路和显示电路，MCU单片机控制光发射电路发出光信号，光接收电路接收光信号进行交流放大，MCU单片机采集光接收电路的信号波动值并计算差值，按键电路设置物料完全遮挡或未遮挡的状态，MCU单片机存储全遮挡或未遮挡下光接收电路的信号最高最低值并计算差值，MCU单片机将两个差值按比例计算，将计算获得的结果作为信号，供给输出驱动电路，并控制显示电路。本实用新型的优点是，克服了物料的透明度的影响，提高了纠偏精度。
【专利说明】一种纠偏系统的光电传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于纠偏控制系统领域，具体涉及一种纠偏系统的光电传感器。
【背景技术】
[0002]目前，纠偏系统的传感器按物料识别对象分为:跟边传感器、跟线传感器和跟边跟线传感器三大类。其中跟线传感器和跟边跟线传感器一般都为反射式，技术难度和成本相对较高，调试难度也较大；而跟边传感器多为U形对射式，难度和成本相对较低，调试方便。
[0003]U形对射式传感器又分为光电传感器和超声波传感器两种。超声波传感器的优点在于其不受物料的透明度的影响，只要不是网状或透气物料，在很多场合都能做到免调试，但成本较高。光电传感器则成本较低，影响其工作稳定性的主要因素是物料的透明度，纠偏精度较低。
[0004]现有光电传感器的电路原理如图1所示，它包括MCU单片机1、光发射电路2、光接收电路3、输出驱动电路4和显示电路5，MCU单片机I控制光发射电路2发出光信号，光接收电路3接收光信号由交流信号变为直流信号，送入输出驱动电路4，输出驱动电路4进行直流放大，MCU单片机I采集输出驱动电路4的直流信号，MCU单片机I控制显示电路5显示相应状态。
[0005]这种光电传感器的工作原理是:MCU单片机提供固定频率的脉冲信号给光发射电路，光发射电路的发射管产生相应频率发射光，经U形传感器内侧照射到光接收电路的接收管，物料经过U形传感器内侧光柱进行检测，光接收电路接收光照强度，并进行放大和滤波处理成一个直流电压，送入输出驱动电路，输出驱动电路再将接收的直流电压进行直流放大，供MCU单片机采集，MCU单片机采集实际电压值并控制显示电路显示相应状态。
[0006]现有光电传感器的缺点是:假如用不透明的物料调试光电传感器参数，则不遮挡传感器光柱时输出为5V，全遮挡传感器光柱时输出电压为0V，此时该传感器的正常工作输出电压为0-5V，以该电压匹配控制器后就能正常的纠偏作业，但如果现场更换透明度为50%的的物料，则会出现传感器输出电压范围变为2.5-5V，必须在控制器上重新做传感器实际输出电压匹配操作。且受控制器对电压的识别精度限制和现场干扰的影响，如因物料透明度高传感器实际输出电压差值小于0.5V，控制器则有可能出现误判断，严重影响纠偏精度。
【发明内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题就是提供一种纠偏系统的光电传感器，它能克服物料的透明度的影响，提高纠偏精度。
[0008]本实用新型所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括MCU单片机、光发射电路、光接收电路、输出驱动电路和显示电路，MCU单片机控制光发射电路发出光信号，光接收电路的输出端连接MCU单片机的输入端，按键电路的输出端连接MCU单片机的控制端，MCU单片机输出端连接输出驱动电路，MCU单片机的显示输出端口连接显示电路。
[0009]本实用新型的工作原理是:光接收电路接收光信号进行交流放大，MCU单片机采集光接收电路的信号波动值并计算差值，按键电路设置物料完全遮挡或未遮挡的状态，MCU单片机存储全遮挡或未遮挡下光接收电路的信号最高最低值并计算差值，MCU单片机将两个差值按比例计算，将计算获得的结果作为信号，供给输出驱动电路，并控制显示电路。
[0010]由于具有按键电路设置全遮挡或未遮挡的状态，MCU单片机能获得这两种状态下的最大差值，并将该最大差值保存，同时MCU单片机现场采集物料经过光柱的半遮挡过程中产生的信号波动值，将两种差值按比例计算，一方面通过显示电路显示物料的状态，另一方面给控制器提供信号实施纠偏。因物料透明度不同，其最大差值和信号波动值都不同，但其比值只跟遮挡状态有关。这样克服了物料的透明度的影响，提高了纠偏精度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]本实用新型的【专利附图】
【附图说明】如下:
[0012]图1为现有光电传感器的电路原理框图；
[0013]图2为本实用新型的电路原理框图；
[0014]图3为本实用新型的光接收电路的电路图；
[0015]图4为本实用新型MCU单片机信息处理的主程序流程图；
[0016]图5为定时器中断程序流程图；
[0017]图6为按键设置程序流程图。
[0018]图中:1.MCU单片机；2.光发射电路；3.光接收电路；4.输出驱动电路；5.显示电路;6.按键电路。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0020]如图2所示，本实用新型包括包括有MCU单片机1、光发射电路2光接收电路3、输出驱动电路4和显示电路5，MCU单片机I控制光发射电路2发出光信号，光接收电路3的输出端连接MCU单片机I的输入端，按键电路6的输出端连接MCU单片机I的控制端，MCU单片机I输出端连接输出驱动电路4，MCU单片机I的显示输出端口连接显示电路5。
[0021]在图2中，光接收电路3接收光信号进行交流放大，MCU单片机I采集光接收电路3的信号波动值并计算差值，按键电路6设置物料完全遮挡或未遮挡的状态，MCU单片机I存储全遮挡或未遮挡下光接收电路3的信号最高最低值并计算差值，MCU单片机I将两个差值按比例计算，将计算获得的结果作为信号，供给输出驱动电路4，并控制显示电路5。
[0022]如图3所示，光接收电路3包括光接收管和放大电路，光接收管的输出端口并联干扰滤波电容后连接在运算放大器组成的放大电路输入端口，放大电路对光接收管输出的信号做交流放大后直接送入MCU单片机I采集信号峰值。
[0023]本实用新型的MCU单片机信息处理的流程包括以下步骤:
[0024]如图4所示的主程序流程如下:
[0025]程序开始于SlOl ；
[0026]在步骤S102，程序初始化外设端口，获取上次保存的最大最小电压差值ADmax、ADmin，并开启定时器，定时器的定时值决定了发射电路的发射频率，因需要实时采集信号的高低峰值电压，所以频率不宜过高(【具体实施方式】见S201至S205定时器中断处理流程)；
[0027]在步骤S103，延时等待一段时间，然后执行S104 ;延时等待时间至少超过两次中断的时间，使得中断程序至少分别更新一次最高最低电压值；
[0028]在步骤S104，计算中断函数中最新记录的两个电压AD1、AD2的差值AD，然后执行S105。若 ADDAD2，则 AD=AD1_AD2 ;若 AD1〈AD2，则 AD=AD2_AD1 ；
[0029]在步骤S105，对比当前计算的电压差值在当前物料所对应的全差值范围所占的比例，后执行S106。比例计算方法为:
[0030](AD- ADmin) / (ADmax-ADmin)
[0031]在步骤S106，按照S105计算的对应比例点亮对于的LED作显示作用，并通过对应比例的PWM信号控制输出级输出相应电压信号给控制器；
[0032]在步骤S107，程序当前周期执行完成，跳回S104开始下一周期的运算。
[0033]主程序中如发生中断请求或按键按下则跳出执行对应程序后继续主程序的流程。
[0034]图5所示为定时器中断程序流程:
[0035]当定时器中断发生，程序跳到S201开始往下执行:
[0036]在步骤S201，切换当前发射管状态后执行S202 ;如当前发射管状态为关断则点売;
[0037]在步骤S202，等待一定时间，使接收电路输出达到最大或最小峰值，此时间为传感器发射、接收电路的响应时间，根据实际情况调节，很短；
[0038]在步骤S203、S204，读取当前的峰值电压，并保存为发射管对应状态的峰值电压ADl 或 AD2 ；
[0039]在步骤S205，结束定时器中断程序，继续执行主程序。
[0040]图6所不为按键设置程序流程:
[0041]当按键按下，程序跳到S301开始执行:
[0042]在步骤S301，同S104计算当前定时器中断函数记录的两个电压值得差值AD，记为ADmax,后执行 S302 ；
[0043]在步骤S302，等待下一个功能按键按下。按键按下后执行S303 ；
[0044]在步骤S303，同S104计算当前定时器中断函数记录的两个电压值得差值AD，记为ADmin，后执行 S304 ；
[0045]在步骤S304,对比两次按键按下时记录的电压值,并调整位置,使得ADmin〈ADmax,并保存；具体为,若ADmin>ADmax则执行以下操作:否则不做改动；
[0046]ADmin=ADmin+ADmax ；ADmax=ADmin-ADmax ；ADmin=ADmin-ADmax ；
[0047]在步骤S304，结束设置项流程，返回继续执行主程序。
【权利要求】
1.一种纠偏系统的光电传感器,包括有MCU单片机(I)、光发射电路(2)、光接收电路(3)、输出驱动电路(4)和显示电路(5)，MCU单片机(I)控制光发射电路(2)发出光信号，其特征是:光接收电路(3)的输出端连接MCU单片机(I)的输入端，按键电路(6)的输出端连接MCU单片机(I)的控制端，MCU单片机(I)输出端连接输出驱动电路(4)，MCU单片机(I)的显示输出端口连接显示电路(5)。
2.根据权利要求1所述的一种纠偏系统的光电传感器，其特征是:光接收电路(3)包括光接收管和放大电路，放大电路对光接收管输出的信号做交流放大直接送入MCU单片机(I)采集。
【文档编号】G01D5/34GK203981191SQ201320852305
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年12月23日 优先权日:2013年12月23日
【发明者】柳发未, 罗人轩, 陈永华 申请人:重庆东登科技有限公司
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