一種傳感器電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種傳感器電路，包括光發(fā)射單元、光接收單元、第一電阻和電壓比較器；所述光發(fā)射單元的第一端連接至第一電壓端，所述光發(fā)射單元的第二端接地；所述光接收單元的第一端通過(guò)所述第一電阻連接至所述第一電壓端，所述光接收單元的第二端接地；所述電壓比較器的同相輸入端與所述光接收單元的第一端連接，所述電壓比較器的反相輸入端連接至參考電壓端。本實(shí)用新型可避免灰塵的干擾，提高傳感器檢測(cè)的可靠性和實(shí)時(shí)性。
【專利說(shuō)明】
一種傳感器電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種傳感器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)柜員機(jī)內(nèi)部安裝有多個(gè)U型的紅外傳感器，該傳感器用于檢測(cè)柜員機(jī)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)部件位移是否到位。自動(dòng)柜員機(jī)需要在不同的環(huán)境條件下使用，而在灰塵較多的環(huán)境下使用的自動(dòng)柜員機(jī)，灰塵往往會(huì)積累在機(jī)器內(nèi)部，如果過(guò)多的灰塵積累在自動(dòng)柜員機(jī)里的U型傳感器上面，將影響U型傳感器的正常工作。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有的U型傳感器一般包括發(fā)光端101和接光端102。當(dāng)U型傳感器通電后，發(fā)光端1I將發(fā)光，若光路傳導(dǎo)空間103中沒(méi)有物品遮擋，光將從發(fā)光端1I照射到接光端102上，接光端102接到光后，U型傳感器將輸出一個(gè)低電平提供給MCU，表示通光。若光路傳導(dǎo)空間103中有物品遮擋，光將無(wú)法照射到接光端102上，此時(shí)U型傳感器將輸出一個(gè)高電平給MCU，表示擋光。
[0004]為實(shí)現(xiàn)在被物品遮擋和未被物品遮擋時(shí)高低電平的輸出，現(xiàn)有的U型傳感器通常將接光端102產(chǎn)生的分壓輸入到施密特反相器中。具體地，當(dāng)沒(méi)有遮擋時(shí)，接光端102產(chǎn)生的分壓小于施密特反相器的負(fù)向閾值，施密特反相器將輸出高電平，M⑶(Microcontrol IerUnit,微控制單元)根據(jù)接收到的高電平判定U型部位當(dāng)前通光無(wú)遮擋。當(dāng)存在遮擋時(shí)，接光端102產(chǎn)生的分壓大于施密特反相器的正向閾值，施密特反相器將輸出低電平，MCU根據(jù)接收到的低電平判定U型部位當(dāng)前不通光被遮擋。
[0005]然而，隨著U型傳感器中發(fā)光端101或接光端102上灰塵的增多，灰塵將對(duì)光路造成一定的遮擋，當(dāng)部件未對(duì)U型傳感器形成遮擋時(shí)，接光端102產(chǎn)生的分壓仍大于施密特反相器的負(fù)向閾值，施密特反相器將一直輸出低電平，造成MCU的誤判。此外，由于施密特反相器的遲滯特性，現(xiàn)有的U型傳感器存在一定延遲，無(wú)法滿足高靈敏度的實(shí)時(shí)檢測(cè)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于，提供一種傳感器電路，減少灰塵對(duì)傳感器的干擾，提高傳感器電路的靈敏度和可靠性。
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種傳感器電路，包括光發(fā)射單元、光接收單元、第一電阻和電壓比較器；
[0008]所述光發(fā)射單元的第一端連接至第一電壓端，所述光發(fā)射單元的第二端接地；
[0009]所述光接收單元的第一端通過(guò)所述第一電阻連接至所述第一電壓端，所述光接收單元的第二端接地；
[0010]所述電壓比較器的同相輸入端與所述光接收單元的第一端連接，所述電壓比較器的反相輸入端連接至參考電壓端。
[0011 ]優(yōu)選地，所述光發(fā)射單元為發(fā)光二極管；
[0012]所述光發(fā)射單元的第一端為所述發(fā)光二極管的正極，所述光發(fā)射單元的第二端為所述發(fā)光二極管的負(fù)極。
[0013]優(yōu)選地，所述光接收單元為光敏三極管；
[0014]所述光接收單元的第一端為所述光敏三極管的集電極，所述光接收單元的第二端為所述光敏三極管的發(fā)射極。
[0015]進(jìn)一步地，所述傳感器電路還包括第二電阻；
[0016]所述光發(fā)射單元的正極連接至第一電壓端，具體為:
[0017]所述光發(fā)射單元的正極通過(guò)所述第二電阻連接至所述第一電壓端。
[0018]更進(jìn)一步地，所述傳感器電路還包括第三電阻；
[0019]所述電壓比較器的反相輸入端連接至參考電壓端，具體為:
[0020]所述電壓比較器的反相輸入端通過(guò)所述第三電阻連接至所述參考電壓端。
[0021 ]此外，所述傳感器電路還包括微控制單元；
[0022]所述電壓比較器的輸出端連接至所述微控制單元。
[0023]優(yōu)選地，所述傳感器電路還包括第四電阻；
[0024]所述電壓比較器的輸出端連接至所述微控制單元，具體為:
[0025]所述電壓比較器的輸出端通過(guò)所述第四電阻連接至所述微控制單元。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的傳感器電路，通過(guò)引入電壓比較器，將光接收單元形成的分壓與預(yù)先設(shè)置的參考電壓進(jìn)行比較，從而快速可靠地判斷光發(fā)射單元與光接收單元之間的光路是否被其他部件遮擋。通過(guò)設(shè)置適合的參考電壓，能有效抵抗灰塵對(duì)傳感器電路的干擾，減少由于灰塵積累導(dǎo)致的傳感器誤報(bào)問(wèn)題。此外，與現(xiàn)有方案中的施密反相器相比，電壓比較器遲滯較小，可對(duì)傳感器光路的遮擋狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)快速的反饋。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的U型傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本實(shí)用新型提供的傳感器電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0030]參見圖2，是本實(shí)用新型提供的傳感器電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]所述傳感器電路包括光發(fā)射單元201、光接收單元202、第一電阻Rl和電壓比較器Dl0
[0032]所述光發(fā)射單元201的第一端連接至第一電壓端VI，所述光發(fā)射單元201的第二端接地。
[0033]所述光接收單元202的第一端通過(guò)所述第一電阻Rl連接至所述第一電壓端VI，所述光接收單元202的第二端接地。
[0034]所述電壓比較器Dl的同相輸入端與所述光接收單元202的第一端連接，所述電壓比較器Dl的反相輸入端連接至參考電壓端V2。
[0035]其中，所述光發(fā)射單元201優(yōu)選為發(fā)光二極管，用于向所述光接收單元202發(fā)射紅外光。所述光發(fā)射單元201的第一端為所述發(fā)光二極管的正極，所述光發(fā)射單元201的第二端為所述發(fā)光二極管的負(fù)極。所述光接收單元202優(yōu)選為光敏三極管，用于接收所述光發(fā)射單元發(fā)出的光線。所述光接收單元202的第一端為所述光敏三極管的集電極，所述光接收單元202的第二端為所述光敏三極管的發(fā)射極。所述第一電阻Rl的阻值優(yōu)選為25kQ。
[0036]在具體實(shí)施當(dāng)中，所述光接收單元202的光接收面與所述光發(fā)射單元201的光出射方向相對(duì)，當(dāng)所述光發(fā)射單元201與所述光接收單元202之間不存在物件遮擋時(shí)，所述光接收單元202的接收到的光強(qiáng)度較強(qiáng)，光敏三極管的等效電阻Rce很小，根據(jù)等效電阻Rce與第一電阻Rl的分壓關(guān)系可知，此時(shí)電壓比較器Dl同相輸入端的電壓較小，低于參考電壓端V2的電壓，電壓比較器Dl輸出低電平。當(dāng)所述光發(fā)射單元201與所述光接收單元202之間存在物件遮擋時(shí)，所述光接收單元202的接收到的光強(qiáng)度較弱，光敏三極管的等效電阻Rce很大，根據(jù)等效電阻Rce與第一電阻Rl的分壓關(guān)系可知，此時(shí)電壓比較器Dl同相輸入端的電壓較大，高于參考電壓端V2的電壓，電壓比較器Dl輸出高電平。通過(guò)對(duì)電壓比較器Dl輸出的高低電平即可判斷光發(fā)射單元201與光接收單元202之間運(yùn)動(dòng)部件是否運(yùn)動(dòng)到位。
[0037]現(xiàn)有的U型傳感器中大多采用施密特反相器，其正向閾值和負(fù)向閾值一般為固有特性，使用過(guò)程中難以改變，如銀行柜員機(jī)中一種比較常用的施密特反相器的正向閾值為
3.5V，負(fù)向閾值為1.5V，當(dāng)灰塵積累到一定程度時(shí)，即便在光路未被物體遮擋時(shí)，光接收單元接收到的光強(qiáng)不足，其產(chǎn)生的分壓仍高于1.5V，施密特反相器的輸出電平將無(wú)法翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備誤判報(bào)錯(cuò)。本實(shí)用新型通過(guò)引入電壓比較器，將光接收單元形成的分壓與預(yù)先設(shè)置的參考電壓進(jìn)行比較，從而快速可靠地判斷光發(fā)射單元與光接收單元之間的光路是否被其他部件遮擋。本實(shí)用新型的參考電壓可靈活設(shè)置，如一種優(yōu)選的實(shí)施方式當(dāng)中，所述參考電壓端V2的電壓為3V，當(dāng)光接收單元形成的分壓高于3V時(shí)電壓比較器輸出高電平，當(dāng)光接收單元形成的分壓低于3V時(shí)電壓比較器輸出低電平，而在實(shí)際使用時(shí)，灰塵積累也不是無(wú)限遞增的，當(dāng)灰塵積累到一定程度后，將趨于飽和，不會(huì)進(jìn)一步再積累灰塵，此時(shí)光接收單元產(chǎn)生的分壓大致在2.5V左右，仍小于報(bào)錯(cuò)的閾值3V。由此可見，本實(shí)用新型可靈活地設(shè)置參考電壓，通過(guò)設(shè)置適合的參考電壓值，能有效抵抗灰塵對(duì)傳感器電路的干擾，減少由于灰塵積累導(dǎo)致的傳感器誤報(bào)問(wèn)題。此外，與現(xiàn)有方案中的施密反相器相比，電壓比較器遲滯較小，可對(duì)傳感器光路的遮擋狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)快速的反饋，有利于提高檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和可靠性，尤其適合在銀行柜員機(jī)等對(duì)可靠性要求較高的設(shè)備中使用。
[0038]進(jìn)一步地，所述傳感器電路還包括第二電阻R2。
[0039]所述光發(fā)射單元201的正極連接至第一電壓端VI，具體為:
[0040]所述光發(fā)射單元201的正極通過(guò)所述第二電阻R2連接至所述第一電壓端VI。
[0041 ]通過(guò)第二電阻R2的分壓限流作用，保證光發(fā)射單元202的發(fā)光二極管正常工作的同時(shí)，并可通過(guò)調(diào)節(jié)第二電阻R2的阻值大小，調(diào)整發(fā)光二極管產(chǎn)生的光強(qiáng)。具體地，所述第二電阻R2的阻值優(yōu)選為100 Ω。
[0042]所述傳感器電路還包括第三電阻R3。
[0043]所述電壓比較器Dl的反相輸入端連接至參考電壓端V2，具體為:
[0044]所述電壓比較器Dl的反相輸入端通過(guò)所述第三電阻R3連接至所述參考電壓端V2。
[0045]通過(guò)第三電阻R3將所述電壓比較器Dl的反相輸入端上拉至參考電壓端V2，保證了電壓比較器Dl的輸入安全。具體地，所述第三電阻R3的阻值優(yōu)選為1kQ。
[0046]更進(jìn)一步地，所述傳感器電路還包括微控制單元Ml。所述電壓比較器Dl的輸出端連接至所述微控制單元Ml。所述微控制單元Ml用于根據(jù)電壓比較器Dl的輸出電壓，判斷當(dāng)前傳感器光路是否被遮擋，以確定運(yùn)動(dòng)部件是否移動(dòng)到位。
[0047]在具體實(shí)施當(dāng)中，所述傳感器電路還包括第四電阻R4。
[0048]所述電壓比較器Dl的輸出端連接至所述微控制單元Ml，具體為:
[0049]所述電壓比較器Dl的輸出端通過(guò)所述第四電阻R4連接至所述微控制單元Ml。
[0050]通過(guò)第四電阻R4的限流作用，保證了MCU的l/0(lnput/0utput)接口的安全。具體地，所述第四電阻R4的阻值優(yōu)選為1kQ。
[0051]以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種傳感器電路，其特征在于，包括光發(fā)射單元、光接收單元、第一電阻和電壓比較器； 所述光發(fā)射單元的第一端連接至第一電壓端，所述光發(fā)射單元的第二端接地； 所述光接收單元的第一端通過(guò)所述第一電阻連接至所述第一電壓端，所述光接收單元的第二端接地； 所述電壓比較器的同相輸入端與所述光接收單元的第一端連接，所述電壓比較器的反相輸入端連接至參考電壓端。2.如權(quán)利要求1所述的傳感器電路，其特征在于，所述光發(fā)射單元為發(fā)光二極管； 所述光發(fā)射單元的第一端為所述發(fā)光二極管的正極，所述光發(fā)射單元的第二端為所述發(fā)光二極管的負(fù)極。3.如權(quán)利要求1所述的傳感器電路，其特征在于，所述光接收單元為光敏三極管； 所述光接收單元的第一端為所述光敏三極管的集電極，所述光接收單元的第二端為所述光敏三極管的發(fā)射極。4.如權(quán)利要求1所述的傳感器電路，其特征在于，所述傳感器電路還包括第二電阻； 所述光發(fā)射單元的正極連接至第一電壓端，具體為: 所述光發(fā)射單元的正極通過(guò)所述第二電阻連接至所述第一電壓端。5.如權(quán)利要求1所述的傳感器電路，其特征在于，所述傳感器電路還包括第三電阻； 所述電壓比較器的反相輸入端連接至參考電壓端，具體為: 所述電壓比較器的反相輸入端通過(guò)所述第三電阻連接至所述參考電壓端。6.如權(quán)利要求1到5任一項(xiàng)所述的傳感器電路，其特征在于，所述傳感器電路還包括微控制單元； 所述電壓比較器的輸出端連接至所述微控制單元。7.如權(quán)利要求6所述的傳感器電路，其特征在于，所述傳感器電路還包括第四電阻； 所述電壓比較器的輸出端連接至所述微控制單元，具體為: 所述電壓比較器的輸出端通過(guò)所述第四電阻連接至所述微控制單元。
【文檔編號(hào)】G01D5/40GK205537699SQ201620210729
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年3月18日
【發(fā)明人】王振廣, 張海堂
【申請(qǐng)人】廣州廣電運(yùn)通金融電子股份有限公司