1. <small id="ducvp"></small>
  2. 臺灣億光電子17年授權代理商 - 超毅電子

    產品資訊

    當前位置:超毅電子 > 行業動態 > 產品資訊 >

    高 質 量 光 電 開 關 應 用

    發布時間:2021-08-12 16:24  作者:超毅電子  點擊次數:

    一、介紹

     

    隨著科技進步,各種電子產品的自動化程度也跟著提高,自動化程度越高的產品,代表也包含了更多的感測組件。為了避免人眼被環境中各種產品或設備感測時發射的光干擾,所以使用人眼無法察覺的紅外線(Infrared; IR)產品做為傳感器。

     

    這份應用手冊將會介紹如何利用紅外線發射組件(InfraredEmitter)及紅外線接收組件(Infrared Receiver)作物體偵測應用。

     

    最常見的紅外線發射及接收組件就是紅外線發光二極管(IR Light-emitting diode; IR LED)及光三極管(Photo Transistor; PT),圖一為基本的 IR LED 搭配 PT 的應用電路。

     


    圖一

     

    原理說明:

     

    IR LED 為發射端,順向電流(Forward current; IF)越大發射的輻射強度越大。

     

    PT 為接收端,收到的輻照度越大,產生的光電流 IC(on)越大。

     

    調整 Rlimit 值可控制 IF 的大小。

     

    調整 RL 值可控制 Vout 的大小。

     

    Vout 可接 MCU 的 ADC(Analog-to-Digital Converter)或 GPIO 做準位判斷。

     

    判斷說明:

     

    無輻照度時,PT 截止,Vout 輸出為高電平(Vcc)

     

    輻照度低時,PT 導通,Vout 輸出為高電平(Vcc – (Ic x RL))

     

    輻照度高時,PT 飽和,Vout 輸出為低電平(VCE(sat))

     

    注:VCE(sat)為 PT 飽和電壓。

     

    二、利用反射式 ITR 做物體偵測方法:

     

    IR LED 通常和 PT 一起搭配作為物體偵測或是遮斷偵測應用。圖二為利用 IR LED 發射 IR 經由物體反射到 PT 做反射式物體偵測的示意圖。

     

    為了避免 IR LED 發射的 IR 不經過物體反射,直接在機構內照射到 PT 造成誤判,所以 IR LED 跟 PT 必須有效隔離。利用底下的兩項特性,即可做到反射物的距離偵測。

     

    反射物距離越近,PT 收到的反射輻照度越強,輸出的電流會越高。

     

    不同的材料會有不同的反射率,一般顏色越深、表面越粗糙的物體反射率越低,同距離情況下,接收端輸出的電流相對會降低。

     


    圖二

     


    圖三

     

    若使用直流(Direct current; DC)的偵測方式,在 ITR 被環境光照射時容易造成誤判。

     

    原因是 PT端無法分辨接收到的輻照度是來自于環境光,還是 IR 經物體反射。

     

    改善方式如圖四,把 IR 的發射方式從DC改為脈沖(Pulse),然后PT需分別偵測每次IR Off及IR On時的電壓值Vout(Off)及Vout(On),此時 Vout(Off)就代表環境光造成的偏移值(Offset),Vout(On)代表的則是環境光加上 IR 發射時的電壓值,故 Vout(On)和 Vout(Off)之間的電壓差就是單純 IR 發射時造成的電壓值。

     

    此方式除了可以降低環境光的干擾,也因為 IR 的發射是利用 Pulse 短時間點亮,故可以利用更強的電流驅動來偵測更遠的距離。

     


    圖四

     

    圖五為 PT 實際輸出波形的例子,可發現在 IR 從 On 切換到 Off 時,PT 會有一段延遲時間,故在取樣 Vout(Off)時,需確認 PT 輸出電壓已經穩定,避免后續計算物體偵測變異量時造成誤判。

     


    圖五

     

    三、結論

     

    調整 IF 或 RL 可以調整物體偵測距離,若想增加偵測距離且無功耗考慮,建議以增加 IF 優先,因加大 RL 同時也會增加光干擾的強度;若是要降低偵測距離則以降低 RL 電阻值優先,同時降低環境光干擾。

     

    四、型號推薦

     

    直插型:ITR20001/T24、ITR-9908、ITR8307

     

    貼片型:ITR8307/S18/TR8、ITR8307/L24/TR8、ITR1502SR40A

     

    PS:如需億光光電開關的樣品測試、規格書資料、應用技術咨詢等,請聯系超毅電子。

     


    相關應用元件

    行業資訊

    kok足彩