光电传感器的投光调整系统技术方案

本发明专利技术的目的是提供一种光电传感器的投光调整系统，本发明专利技术包括MCU电路、整流和滤波电路、功率放大驱动电路、脉宽调制电路、光电转换电路和发光二极管，通过使用MCU电路内置的PWM端口，输出周期固定、占空比可调的PWM波来控制投光调整电路，从而实现投光量的调整。本发明专利技术的实现方法简单，可自动调节投光量，能够减少MCU资源，降低系统的成本和功耗。

Light-casting Adjustment System of Photoelectric Sensor

【技术实现步骤摘要】
光电传感器的投光调整系统
本专利技术涉及一种光电传感器的投光调整系统。
技术介绍
在光电开关的一些应用中，需要进行投光量的调整来完成最适合的检测，现有的光电开关的投光量调节方法：(1)利用模拟电位器代替偏置电阻，通过调节电位器的大小改变偏置电阻的大小，从而调整投光量。该方法受光电开关的结构限制，很难调节电位器。(2)利用MCU的DA端输出模拟信号，并进行功率放大，形成能够驱动投光三极管的投光控制电压。但该方法提供的控制电压是恒定的，不能根据实际需求自动调整控制电压的大小。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种光电传感器的投光调整系统。根据本专利技术的一个方面，提供了一种光电传感器的投光调整系统，该光电传感器的投光调整系统包括：MCU电路，所述MCU电路通过其PWM端口输出PWM波信号，所述MCU电路的定时器产生投光时序信号Vm；与MCU电路连接的整流和滤波电路，所述整流和滤波电路将所述MCU电路输出的PWM波信号进行整流和滤波处理，获得与所述PWM波信号的占空比的电压幅值相等的直流调整电压信号Vr；与所述整流滤波电路连接的功率放大驱动电路，所述功率放大驱动电路对所述直流信号Vr进行功率放大得到放大后的直流信号Vd；分别与MCU电路和功率放大驱动电路连接的脉宽调制电路，所述脉宽调制电路通过由所述MCU电路产生的投光时序信号Vm对所述放大后的信号Vd进行等脉宽调制，以产生等幅值和等脉宽的投光调整信号Vs；分别与所述脉宽调制电路和发光二极管连接的光电转换电路，所述光电转换电路，所述光电转换电路将所述投光控制电信号Vs通过发光二极管转换为光信号输出；与所述光电转换电路连接的发光二极管。进一步的，上述系统中，所述整流和滤波电路包括整流电路和滤波电路，其中，所述整流电路包括二极管D1和电阻R1，其中，所述电阻R1的一端分别与所述述MCU电路的PWM端口和所述二极管D1的正极连接，所述电阻R1的另一端与所述二极管D1的负极连接；所述滤波电路包括电容C1、电容C2和电阻R2，其中，所述电容C1的一端接地GND，所述电容C1的另一端分别与所述二极管D1的负极和所述电阻R1的公共端、所述电阻R2的一端连接，所述电容C2的一端接地GND，所述电容C2的另一端与所述电阻R2的另一端连接。进一步的，上述系统中，所述PWM波信号经过由二极管D1和电阻R1组成的整流电路，获得与所述PWM波信号的占空比相对应的幅值信号，所述幅值信号经过由电容C1、电容C2和电阻R2组成的滤波电路，滤除杂波信号，获得较为平稳的直流调整电压信号Vr。进一步的，上述系统中，所述功率放大驱动电路包括功率放大驱动器A1、由电阻R3和电容C3组成的滤波电路，其中，所述功率放大驱动器A1的正极输入端与所述电容C2和电阻R2的公共端连接，所述功率放大驱动器A1的负极输入端与所述功率放大驱动器A1的输出端连接，所述功率放大驱动器A1还设置有接地GND端；所述电阻R3的一端与所述功率放大驱动器A1的负极输入端和输出端的公共端连接，所述电阻R3的另一端与所述电容C3的一端连接，所述电容C3的另一端接地GND。进一步的，上述系统中，所述直流调整电压信号Vr经过功率放大驱动器A1进行功率放大、并经过由电阻R3和电容C3组成的滤波电路进行进一步的滤波、获得调光量所需幅值的放大后的直流信号Vd。进一步的，上述系统中，所述脉宽调制电路包括三极管TR1、三极管TR2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8，其中，所述三极管TR1的发射极与所述电阻R3和电容C3的公共端连接，所述所述三极管TR1的基极与所述电阻R6的一端连接，所述电阻R5的一端与所述三极管TR1的发射极连接，所述电阻R5的另一端与所述三极管TR1的基极连接，所述三极管TR1的集电极与所述光电转换电路连接；所述三极管TR2的集电极与所述电阻R6的另一端连接，所述三极管TR2的发射极接地GND，所述电阻R7的一端与所述三极管TR2的基极连接，所述电阻R7的另一端与所述三极管TR2的发射极连接，所述电阻R8的一端与所述三极管TR2的基极连接，所述电阻R8的另一端与所述MCU电路的定时器连接。进一步的，上述系统中，所述放大后的调整信号Vd和由MCU的定时器产生的稳定投光时序脉冲信号Vm同时经过包括三极管TR1、三极管TR2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8的脉宽调制电路进行脉宽调制，以得到等幅值和等脉宽的投光调整信号Vs。进一步的，上述系统中，所述光电转换电路包括三极管TR3和电阻R4，其中，所述三极管TR3的基极与所述三极管TR1的集电极连接，所述三极管TR3的发射极与所述电阻R4的一端连接，所述电阻R4的另一端接地GND，所述三极管TR3的集电极与发光二极管LED_A的负极连接，所述发光二极管LED_A的另一端与电源连接。进一步的，上述系统中，包括三极管TR3和电阻R4的光电转换电路将所述投光控制电信号Vs通过发光二极管LED_A转换为光信号输出。与现有技术相比，本专利技术包括MCU电路、整流和滤波电路、功率放大驱动电路、脉宽调制电路、光电转换电路和发光二极管，通过使用MCU电路内置的PWM端口，输出周期固定、占空比可调的PWM波来控制投光调整电路，从而实现投光量的调整。本专利技术的实现方法简单，可自动调节投光量，能够减少MCU资源，降低系统的成本和功耗。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出本专利技术一实施例的光电投光调节原理图；图2示出本专利技术一实施例的PWM控制的基本原理示意图；图3示出本专利技术一实施例的用PWM波代替正弦半波示意图；图4示出本专利技术一实施例的MCU产生PWM波原理图；图5示出本专利技术一实施例的调整后的PWM占空比和输出电压对应关系示意图；图6示出本专利技术一实施例的光电传感器的投光调整系统的系统框图；图7示出本专利技术一实施例的光电传感器的投光调整系统的电路图；图8示出本专利技术一实施例的调节投光量电压原理示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。如图6所示，本专利技术提供一种光电传感器的投光调整系统，所述系统包括：MCU(MicrocontrollerUnit)电路，所述MCU电路通过其PWM端口输出PWM波信号，所述MCU电路的定时器产生投光时序信号Vm；在此，所述PWM波信号可以具有预设周期、但占空比可调、幅值均为Vp，可以通过MCU电路根据需求输出具有预设周期、预设占空比、幅值为Vp的PWM信号；与MCU电路连接的整流和滤波电路，所述整流和滤波电路将所述MCU电路输出的PWM波信号进行整流和滤波处理，获得与所述PWM波信号的占空比的电压幅值相等的直流调整电压信号Vr；与所述整流滤波电路连接的功率放大驱动电路，所述功率放大驱动电路对所述直流信号Vr进行功率放大得到放大后的直流信号Vd；在此，由于经过整流滤波电路后的PWM波信号功率会减弱、因此需要将其进行功率放大；分别与MCU电路和功率放大驱动电路连接的脉宽调制电路，所述脉宽调制电路通过由所述MCU电路产生的投光时序信号Vm对所述放大后的信号Vd进行等脉宽调制，以产生等幅值和等脉宽的投光调整信号Vs；分别与所述脉宽调制电路和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电传感器的投光调整系统，其中，该系统包括：MCU电路，所述MCU电路通过其PWM端口输出PWM波信号，所述MCU电路的定时器产生投光时序信号Vm；与MCU电路连接的整流和滤波电路，所述整流和滤波电路将所述MCU电路输出的PWM波信号进行整流和滤波处理，获得与所述PWM波信号的占空比的电压幅值相等的直流调整电压信号Vr；与所述整流滤波电路连接的功率放大驱动电路，所述功率放大驱动电路对所述直流信号Vr进行功率放大得到放大后的直流信号Vd；分别与MCU电路和功率放大驱动电路连接的脉宽调制电路，所述脉宽调制电路通过由所述MCU电路产生的投光时序信号Vm对所述放大后的信号Vd进行等脉宽调制，以产生等幅值和等脉宽的投光调整信号Vs；分别与所述脉宽调制电路和发光二极管连接的光电转换电路，所述光电转换电路，所述光电转换电路将所述投光控制电信号Vs通过发光二极管转换为光信号输出；与所述光电转换电路连接的发光二极管。

【技术特征摘要】
1.一种光电传感器的投光调整系统，其中，该系统包括：MCU电路，所述MCU电路通过其PWM端口输出PWM波信号，所述MCU电路的定时器产生投光时序信号Vm；与MCU电路连接的整流和滤波电路，所述整流和滤波电路将所述MCU电路输出的PWM波信号进行整流和滤波处理，获得与所述PWM波信号的占空比的电压幅值相等的直流调整电压信号Vr；与所述整流滤波电路连接的功率放大驱动电路，所述功率放大驱动电路对所述直流信号Vr进行功率放大得到放大后的直流信号Vd；分别与MCU电路和功率放大驱动电路连接的脉宽调制电路，所述脉宽调制电路通过由所述MCU电路产生的投光时序信号Vm对所述放大后的信号Vd进行等脉宽调制，以产生等幅值和等脉宽的投光调整信号Vs；分别与所述脉宽调制电路和发光二极管连接的光电转换电路，所述光电转换电路，所述光电转换电路将所述投光控制电信号Vs通过发光二极管转换为光信号输出；与所述光电转换电路连接的发光二极管。2.根据权利要求1所述的光电传感器的投光调整系统，其中，所述整流和滤波电路包括整流电路和滤波电路，其中，所述整流电路包括二极管D1和电阻R1，其中，所述电阻R1的一端分别与所述述MCU电路的PWM端口和所述二极管D1的正极连接，所述电阻R1的另一端与所述二极管D1的负极连接；所述滤波电路包括电容C1、电容C2和电阻R2，其中，所述电容C1的一端接地GND，所述电容C1的另一端分别与所述二极管D1的负极和所述电阻R1的公共端、所述电阻R2的一端连接，所述电容C2的一端接地GND，所述电容C2的另一端与所述电阻R2的另一端连接。3.根据权利要求2所述的光电传感器的投光调整系统，其中，所述PWM波信号经过由二极管D1和电阻R1组成的整流电路，获得与所述PWM波信号的占空比相对应的幅值信号，所述幅值信号经过由电容C1、电容C2和电阻R2组成的滤波电路，滤除杂波信号，获得平稳的直流调整电压信号Vr。4.根据权利要求2所述的光电传感器的投光调整系统，其中，所述功率放大驱动电路包括功率放大驱动器A1、由电阻R3和电容C3组成的滤波电路，其中，所述功率放大驱动器A1的正极输入端与所述电容C2和电阻R2的公共端连接，所述功率放大驱动器A1的负极输入端与所述功率放大驱动器A1的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓志才，杨亚男，陈坤速，
申请(专利权)人：上海索迪龙自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31