光电对管

光电传感器选型要素有哪些？①结构类型：放大器分离型、放大器内藏型等②检测方式：对射型、回归反射型、扩散反射型等③工作电源：直流、交流、交直流通用（E3JK/E3JM，E3G系列）④检测距离：详见各产品样本资料⑤检测物体：外形、大小、颜色⑥控制输出：晶体管输出、继电器输出等⑦连接方式：导线引出型、接插件式⑧其它功能：延时功能、计数器功能等⑨附件：狭缝、反射板、安装配件等驱动方式由于自激蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就能使蜂鸣器发出声音，很简单，这里就不对自激蜂鸣器进行说明了。

这里只对必须用1/2duty 的方波信号进行驱动的他激蜂鸣器进行说明。

单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种：一种是PWM 输出口直接驱动，另一种是利用I/O 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。

PWM 输出口直接驱动是利用PWM 输出口本身可以输出一定的方波来直接驱动蜂鸣器。

在单片机的软件设置中有几个系统寄存器是用来设置PWM 口的输出的，可以设置占空比、周期等等，通过设置这些寄存器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之后，只要打开PWM 输出，PWM 输出口就能输出该频率的方波，这个时候利用这个波形就可以驱动蜂鸣器了。

比如频率为2000Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为500μs，这样只需要把PWM 的周期设置为500μs，占空比电平设置为250μs，就能产生一个频率为2000Hz 的方波，通过这个方波再利用三极管就可以去驱动这个蜂鸣器了。

而利用I/O 定时翻转电平来产生驱动波形的方式会比较麻烦一点，必须利用定时器来做定时，通过定时翻转电平产生符合蜂鸣器要求的频率的波形，这个波形就可以用来驱动蜂鸣器了。

比如为2500Hz 的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为400μs，这样只需要驱动蜂鸣器的I/O 口每200μs 翻转一次电平就可以产生一个频率为2500Hz，占空比为1/2duty 的方波，再通过三极管放大就可以驱动这个蜂鸣器了。

光电对管原理光电对管光电对管是一种常见的光电转换器件，用于检测和测量光信号。

本文将从浅入深，详细解释光电对管的原理。

什么是光电对管？光电对管是一种将光信号转换为电信号的器件，也被称为光电传感器。

它由一个光敏电阻和一个光敏二极管组成。

当有光照射到光敏二极管上时，光敏电阻的电阻值会发生变化，从而产生相应的电信号。

光电对管的原理光电对管基于内部光敏元件的光电效应。

当光照射到光敏二极管时，光子会激发材料中的电子，将其从价带跃迁到导带。

这导致了电子在材料中的能量变化，从而改变了光敏电阻的电阻值。

具体来说，光敏二极管使用了光敏电阻和光敏二极管的串联电路。

当光照射到光敏二极管上时，光敏电阻的电阻值会减小，电流通过整个电路时，会引起电压的变化。

通过测量这个电压的变化，可以确定光照的强度。

光电对管的应用光电对管由于其快速响应和较高的灵敏度，在许多领域得到了广泛的应用，主要包括以下几个方面：1.光电传感：光电对管可以用于检测光照强度的变化，从而实现光电传感。

例如，它可以用于自动照明系统，根据环境光照的变化自动调节照明灯的亮度。

2.光电开关：光电对管可以作为光电开关使用。

它可以探测到物体的存在或运动，从而触发开关。

例如，当物体经过光电对管时，可以自动启动某个设备或触发报警系统。

3.光电计数器：通过使用多个光电对管，可以实现物体的计数。

当物体经过光电对管时，会产生一个脉冲信号，通过计数脉冲的数量，可以确定物体的数量。

总结光电对管是一种光电转换器件，利用光敏二极管和光敏电阻组成的电路，将光信号转换为电信号。

它通过测量电路中的电压变化，可以确定光照的强度。

光电对管广泛应用于光电传感、光电开关和光电计数器等领域。

希望通过本文的介绍，你对光电对管有了更深入的了解。

光电对管原理(一)光电对管 - 简介•什么是光电对管？•基本原理光电对管是一种使用光和电的相互转换原理来检测和测量光强度的设备。

它通常由一个光敏元件和一个光电二极管组成。

光敏元件 - 光电效应•光电效应的概念•光敏元件的结构•光电效应与光电二极管光电敏元件是一种能够产生光电效应的材料。

光电效应是当某种材料受到光的照射后，会发生电子的发射或吸收现象。

通常，光电对管使用硒化铟（InSe）等材料作为光敏元件。

光电二极管则是在光敏元件的基础上加入了P-N结。

光电效应的原理•光电效应的基本原理•光电二极管对光电效应的应用原理光电效应的基本原理是当光子（光的微粒）与物质相互作用时，会将其能量转化为带电粒子（通常为电子）的动能。

在光电二极管中，当光照射到P-N结时，光子的能量会将原本固定在原子中的电子激发出来，形成自由电子。

这些自由电子会向电流方向运动，导致电流的产生。

光电对管的工作原理•光电二极管的结构•光电对管的工作过程•光电对管的特性光电对管通常由光敏元件和光电二极管组成。

当光照射到光敏元件上时，光电敏元件会利用光电效应产生电流或电压信号。

这个信号会被放大和处理，通过电路输出。

光电对管的应用•工业应用•家用电器•安全设备•其他领域光电对管由于其灵敏度高、快速响应、稳定性好等特性，在多个领域都有应用。

例如，在工业上，光电对管可以用于自动检测和测量流程中的光强度、物体的存在、位置以及颜色等信息。

在家用电器中，光电对管可用于红外遥控器，使用户能够通过遥控器对电器进行控制。

在安全设备中，光电对管可用于光电开关，检测人员或物体的存在或接近，以实现安全保护。

在其他领域，如医疗、交通等，光电对管也有广泛的应用。

结论总而言之，光电对管是一种利用光电效应测量和检测光强度的设备。

它基于光敏元件和光电二极管的相互作用原理，可以应用于工业、家用电器、安全设备以及其他领域。

光电对管的应用范围广泛，具有很大的潜力。

硬件设计系统总设计电路图如下图，PDF格式，Rrotel99格式。

各部分电路图及说明：稳压电路：（上部分稳压至12V，下部分稳压至5V）L298电机控制驱动：可以参考/read.php?tid=252&page=1&toread=1电压比较器电路（光电对管检测电路）：可调电阻R3可以调节比较器的门限电压，经示波器观察，输出波形相当规则，可以直接够单片机查询使用。

而且经试验验证给此电路供电的电池的压降较小。

因此我们选择此电路作为我们的传感器检测与调理电路。

实物与分析电源电路：由于本系统需要电池供电，我们考虑了如下几种方案为系统供电。

方案1：采用10节1.5V干电池供电，电压达到15V，经7812稳压后给支流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。

但干电池电量有限，使用大量的干电池给系统调试带来很大的不便，因此，我们放弃了这种方案。

方案2：采用3节4.2V可充电式锂电池串联共12.6V给直流电机供电，经过7812的电压变换后给支流电机供电，然后将12V电压再次降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。

锂电池的电量比较足，并且可以充电，重复利用，因此，这种方案比较可行。

但锂电池的价格过于昂贵，使用锂电池会大大超出我们的预算，因此，我们放弃了这种方案。

方案3：采用12V蓄电池为直流电机供电，将12V电压降压、稳压后给单片机系统和其他芯片供电。

蓄电池具有较强的电流驱动能力以及稳定的电压输出性能。

虽然蓄电池的体积过于庞大，在小型电动车上使用极为不方便，但由于我们的车体设计时留出了足够的空间，并且蓄电池的价格比较低。

因此我们选择了此方案。

综上考虑，我们选择了方案3。

这个黑呼呼的东西，让我们可爱的小车变得很难看。

稳压模块：方案1：采用两片7812将电压稳压至12V后给直流电机供电，然后采用一片7809将电压稳定至9V，最后经7805将电压稳至5V，给单片机系统和其他芯片供电，但7809和7805压降过大，使7809和7805消耗的功率过大，导致7809和7805发热量过大，因此，我们放弃了这种方案。

实验一光敏电阻特性实验实验原理:光敏电阻又称为光导管,是一种均质的半导体光电器件,其结构如图(1)所示。

由于半导体在光照的作用下, 电导率的变化只限于表面薄层,因此将掺杂的半导体薄膜沉积在绝缘体表面就制成为了光敏电阻，不同材料制成的光敏电阻具有不同的光谱特性。

光敏电阻采用梳状结构是由于在间距很近的电阻之间有可能采用大的灵敏面积,提高灵敏度。

实验所需部件:稳压电源、光敏电阻、负载电阻(选配单元)、电压表、各种光源、遮光罩、激光器、光照度计(由用户选配)实验步骤:1、测试光敏电阻的暗电阻、亮电阻、光电阻观察光敏电阻的结构 ,用遮光罩将光敏电阻彻底掩盖,用万用表测得的电阻值为暗电阻R 暗,移开遮光罩，在环境光照下测得的光敏电阻的阻值为亮电阻，暗电阻与亮电阻之差为光电阻，光电阻越大，则灵敏度越高。

在光电器件模板的试件插座上接入另一光敏电阻，试作性能比较分析。

2、光敏电阻的暗电流、亮电流、光电流按照图(3)接线，电源可从+2~+8V 间选用，分别在暗光和正常环境光照下测出输出电压V 暗和 V 亮则暗电流 L 暗=V 暗/R L,亮电流 L 亮=V 亮/R L，亮电流与暗电流之差称为光电流，光电流越大则灵敏度越高。

分别测出两种光敏电阻的亮电流，并做性能比较。

图(2)几种光敏电阻的光谱特性3、伏安特性:光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系。

按照图(3)分别测得偏压为 2V、4V、6V、8V、10V、12V 时的光电流，并尝试高照射光源的光强，测得给定偏压时光强度的提高与光电流增大的情况。

将所测得的结果填入表格并作出 V/I 曲线。

偏压 2V 4V 6V 8V 10V 12V光电阻 I光电阻 II注意事项:实验时请注意不要超过光电阻的最大耗散功率P MAX, P MAX=LV。

光源照射时灯胆及灯杯温度均很高，请勿用手触摸，以免烫伤。

实验时各种不同波长的光源的获取也可以采用在仪器上的光源灯泡前加装各色滤色片的办法，同时也须考虑到环境光照的影响。

光电传感器件的应用作者:黄世玲于2010年1月14日星期四电子协会814一、RPR220光电传感器用于检测黑线如下图所示,左边是实物图,右边是内部结构图从内部结构图可以看出,光电传感器就是由左边的红外发射二极管和右这的红外接收管练成,说白了就是把红外收发管封装在一起而已。

1、怎么看这个传感器的管脚图:印有RPR220字样的那一面向上,管脚对着自己,这样看过去就如右图所示2、 RPR220的原理电路图12端的红外二极管发出红外光,经白纸(黑色会吸收光线,无反射反射回来给34端的红外接收管接收,当接收到红外线,则34导通,常用电路如下:1 当检测到黑线时,此时也就是红外接收管没有接收到反射回来的红外光,34的红外接收三极管截止,则在RPR220的3管脚输出一个电压。

若检测到的是白线则3脚没有电压输出。

2 LM339是一个四电压比较器,一个芯片有四个比较器,因为我们不可能只用一个光电传感器去寻迹,至少要三个光电器件,所以用339比较器可以降低成本和电路的复杂度。

比较器的5脚是一个基准电压,建议用可变电阻器W1调到2.5V ,再与4脚的电压(既是RPR220的3脚输出的电压比较。

3 整个电路的工作过程若检测到黑线,刚RPR220的3脚输出一个电压与基准电压比较,若RPR220的3脚的电压比基准电压大,则LM339的2脚就输出一个低电平。

相反检测不到黑线,则LM339的2脚就输出一个高电平。

这样单片机就可以“看“到黑线了。

据经验,要提高光电传感器的灵敏度(主要是光电传感器离黑线的距离,光电传感器的接收管的电流不能太大,本人建议R2=100K为好。

(呵呵,可以试验一下,得到合适自己的标准一、红外收发对管的应用其实红外对管与光电传感器RPR220是一样的东西,不一样的是红外对管是分立的器件。

发射的功率大一些,主要用来避障。

实物如下图所示:黑色的是红外接收管,而白色的是红外发射管,应用电路请参考红外对管说明书.pdf。

光电传感器电路设计1、设计要求利用光电传感器（光电对管）将机械旋转转化为电脉冲，光电对管实物如图1所示。

图1 光电对管实物图2、电路设计电路原理图如图2所示。

图2 光电传感器电路原理图电路由四部分组成。

光电对管U1、电阻R1、电阻R2构成发射接收电路；比较器U2A、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6构成反相输入的滞回比较器；比较器U2B、电阻R7、电阻R8构成反相器；发光二极管D1、电阻R9构成输出电路。

3、电路测试测试电路如图3所示。

由变频器带动电机工作，将光电对管对准旋转的电机（电机上贴有反光带），处理电路由12V直流电源供电。

图3 测试电路测试波形如图4所示（测试距离为4cm）。

(a)发射接收电路的输出信号(b)滞回比较器比较电压波形(c)滞回比较器输出波形(d)反相器输出波形图4 测试波形4、PCB板绘制（板子大小限定为62mm*18mm）PCB图如图5所示。

其中电阻采用0805封装，LM358采用DIP8封装。

图5 光电传感器电路PCB图5、完成实物图实物图如图6所示。

(a)未焊接的PCB板(b)焊接好的PCB板(c)板子的外加塑料壳图6 实物图6、小结在本次电路设计中，主要的难点有两个。

一是参数的整定，主要是滞回比较器上下门限的选择。

滞回比较器上下门限的选择跟发射接收电路的输出波形有关，而光电对管与旋转面的距离、旋转面的反光度、反光带所在位置、可能遇到的干扰等都会影响输出波形。

二是PCB板的绘制。

本次绘制采用的是Altium Designer Summer 09软件（Protel99SE的升级版）。

首先画好原理图，然后再导入到PCB中，没有的元件和封装要事先画好，画元件要注意引脚，画封装要注意尺寸，必要时需要查看数据资料或者自己用尺子量。

导入到PCB后，下面就要进行元件的布局，布局应合理紧凑。

布局之后，设置自动布线规则，线间距根据实际情况合理设置。

自动布线后，可以自己再进行局部修改，然后布线规则检查，看看有没有不符合要求的地方，直到修改无误。

光电传感器选型指南光电传感器是一种广泛应用于工业自动化领域的传感器，通过光学原理将光信号转化为电信号，用于检测目标物体的存在、位置和特征。

在工业生产和自动化控制中，光电传感器的选型非常重要，本文将就光电传感器的种类、特点以及选型过程进行详细介绍。

光电传感器种类繁多，大致可以分为接近型和测距型两类。

接近型光电传感器主要用于检测物体的存在和位置，适用于检测目标物体与传感器之间的距离较短的场景。

测距型光电传感器则可以测量目标物体与传感器之间的距离，适用于检测距离较远的场景。

在选择光电传感器时，首先需要考虑的是应用场景和要求。

例如，如果需要检测较小尺寸的物体，则可以选择高分辨率的光电传感器；如果需要检测大范围内的物体，则需要选择测距型的光电传感器。

此外，还需要考虑是否需要抗干扰能力强的光电传感器以应对工业环境中的干扰信号。

其次，需要考虑光电传感器的光源类型。

目前市场上常见的光源类型包括红外线、激光和LED等。

红外线光源适用于检测黑色、金属或其他不反射红外线的物体；激光光源具有较高的聚焦能力和测距精度，适用于需要高精度测距的场景；LED光源一般具有较高的亮度和长寿命，适用于一般的检测需求。

此外，还需要考虑光电传感器的工作方式。

常见的工作方式包括光电开关、光电对管和光电发射机三种。

光电开关适用于检测物体的存在和位置，可以实现非接触式开关控制；光电对管适用于检测物体的位置和速度，可以实现高速度、高精度的检测；光电发射机适用于不同位置的激光器雷达测距等应用场景。

在选型过程中，还需要考虑光电传感器的工作原理和技术指标。

常见的技术指标包括工作电压、检测距离、响应时间、重复精度、抗干扰能力等。

根据具体的应用需求，选择合适的工作原理和技术指标的光电传感器。

最后，还需要考虑光电传感器的可靠性和成本。

可靠性指的是光电传感器的稳定性和寿命，可以通过查阅产品的质量保证和客户评价等方面得到反馈。

成本则需要根据预算和实际应用需求来决定，可以通过比较不同产品的价格和性能来选择最合适的光电传感器。

述热释电探测器、光电倍增管、光电二极管和ccd的
优缺点。

热释电探测器优点：1、制造简单，体积小；2、电路设计简单；3、低耗能，工作噪声小；4、静标准差低，重复性能良好。

缺点：1、灵敏度低；2、对工作环境温度敏感；3、偶现的偏压误差；4、有滞后和脉冲记忆效应。

光电倍增管优点：1、灵敏度高；2、价格低；3、小型，体积小；4、抗干扰能力强。

缺点：1、输出噪声大；2、微弱信号测量不灵敏；3、起动滞后大；4、容易发生静电和磁滞。

光电二极管优点：1、体积小；2、功耗低；3、制造简单；4、电气特性稳定，灵敏度高。

缺点：1、静电效应；2、有源集电极电流和重复性差；3、复杂的快捷脉冲反转；4、耗电量及成本偏高。

CCD优点：1、耗电量低、功耗小；2、分辨率高、噪声小；3、灵敏度高；4、较低的像素保真度。

缺点：1、价格昂贵；2、制造复杂；3、图像采集速度慢；
4、突发故障时无法复原。