一種傳感器電路的制作方法
【專利摘要】本實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。本實用新型可避免灰塵的干擾，提高傳感器檢測的可靠性和實時性。
【專利說明】
一種傳感器電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實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]自動柜員機內(nèi)部安裝有多個U型的紅外傳感器，該傳感器用于檢測柜員機內(nèi)的運動部件位移是否到位。自動柜員機需要在不同的環(huán)境條件下使用，而在灰塵較多的環(huán)境下使用的自動柜員機，灰塵往往會積累在機器內(nèi)部，如果過多的灰塵積累在自動柜員機里的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，光將無法照射到接光端102上，此時U型傳感器將輸出一個高電平給MCU，表示擋光。
[0004]為實現(xiàn)在被物品遮擋和未被物品遮擋時高低電平的輸出，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)沒有遮擋時，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)前通光無遮擋。當(dāng)存在遮擋時，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，灰塵將對光路造成一定的遮擋，當(dāng)部件未對U型傳感器形成遮擋時，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，無法滿足高靈敏度的實時檢測需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的在于，提供一種傳感器電路，減少灰塵對傳感器的干擾，提高傳感器電路的靈敏度和可靠性。
[0007]本實用新型實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所述第四電阻連接至所述微控制單元。
[0026]本實用新型實施例提供的傳感器電路，通過引入電壓比較器，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。通過設(shè)置適合的參考電壓，能有效抵抗灰塵對傳感器電路的干擾，減少由于灰塵積累導(dǎo)致的傳感器誤報問題。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，可對傳感器光路的遮擋狀況進(jìn)行實時快速的反饋。
【附圖說明】
[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是本實用新型提供的傳感器電路的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0030]參見圖2，是本實用新型提供的傳感器電路的一個實施例的結(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，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，所述光接收單元202的接收到的光強度較強，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，所述光接收單元202的接收到的光強度較弱，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。通過對電壓比較器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之間運動部件是否運動到位。
[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，使用過程中難以改變，如銀行柜員機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，即便在光路未被物體遮擋時，光接收單元接收到的光強不足，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法翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備誤判報錯。本實用新型通過引入電壓比較器，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。本實用新型的參考電壓可靈活設(shè)置，如一種優(yōu)選的實施方式當(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時電壓比較器輸出低電平，而在實際使用時，灰塵積累也不是無限遞增的，當(dāng)灰塵積累到一定程度后，將趨于飽和，不會進(jìn)一步再積累灰塵，此時光接收單元產(chǎn)生的分壓大致在2.5V左右，仍小于報錯的閾值3V。由此可見，本實用新型可靈活地設(shè)置參考電壓，通過設(shè)置適合的參考電壓值，能有效抵抗灰塵對傳感器電路的干擾，減少由于灰塵積累導(dǎo)致的傳感器誤報問題。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，可對傳感器光路的遮擋狀況進(jìn)行實時快速的反饋，有利于提高檢測的實時性和可靠性，尤其適合在銀行柜員機等對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的正極通過所述第二電阻R2連接至所述第一電壓端VI。
[0041 ]通過第二電阻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，并可通過調(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。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的反相輸入端通過所述第三電阻R3連接至所述參考電壓端V2。
[0045]通過第三電阻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，以確定運動部件是否移動到位。
[0047]在具體實施當(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的輸出端通過所述第四電阻R4連接至所述微控制單元Ml。
[0050]通過第四電阻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]以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
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所述第四電阻連接至所述微控制單元。
【文檔編號】G01D5/40GK205537699SQ201620210729
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年3月18日
【發(fā)明人】王振廣, 張海堂
【申請人】廣州廣電運通金融電子股份有限公司