用工頻波作為編碼的光電型位置檢測電路

由上可見，在第一階段時，反射光線極強(qiáng)而環(huán)境光干擾極少，光電管輸出的是一個連續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)的1-0-1-0-1-0-訊號，而距離較遠(yuǎn)時無論有無環(huán)境光干擾，其輸出要么是“1-1-1-1-1-1”、要么是“0-0-0-0-0-0”，要么是無規(guī)律的其他連續(xù)訊號如“1-1-0-0-0-0-1-0”、“0-0-0-1-1-1-1-0”等，其變化速度取決于訊號翻轉(zhuǎn)的速度。因此，我們只要在后面使用一個極簡單的邏輯解碼電路，即U1/U2及其附屬電路，使之配合CLK同步訊號，每個周期檢測一次，檢測到連續(xù)三組以上規(guī)則的S0=0-1訊號（即“S0=0-1-0-1-0-1”或者“S0=0-1-0-1-0-1-0-1-0-1 -0-1”），即可認(rèn)為是有效的狀態(tài)1(S3=1)，即表示“待測工件停在距離光電對管較近處”，或者“待測工件在距離光電對管較遠(yuǎn)處停留未動”，而如果要區(qū)分遠(yuǎn)近則只要判斷U1B的輸出是否為低就可以。也就是說有效區(qū)分開了工件的是否動作及距離遠(yuǎn)近，實現(xiàn)工件位置檢測。

我們實現(xiàn)上述方案的設(shè)計是用于一款夾鉗狀美容產(chǎn)品，用于判斷產(chǎn)品是否正在使用（正在使用時會不停的合夾開夾，暫停使用時要么合夾不動，要么開夾不動）。如果產(chǎn)品長期處于暫停使用狀態(tài)（30分鐘或1小時），則需要進(jìn)入待機(jī)模式或睡眠模式，以策安全及降低功耗。我們采用上述設(shè)計方案之后達(dá)到了非常滿意的結(jié)果。使用狀態(tài)下無論采用強(qiáng)光干擾、人為故意搖晃、在各個位置開夾合夾模式下施加不同的強(qiáng)光或強(qiáng)紅外干擾都可以正確判斷產(chǎn)品是正在使用還是擱置未用。

當(dāng)然，圖2所述電路雖然省略了發(fā)射接收部分電源電路和編解碼電路，但是還是要使用兩個比較器和一個異或非門，如果用圖2電路配合一般MCU來使用則還有一定的簡化余地，但是如果我們在ASIC定制電路中來使用的話，則堪稱極致簡單了。如圖8，虛線框內(nèi)的電路都可以直接設(shè)計在ASIC內(nèi)部，當(dāng)然電路也可以比圖2做得更加完美（例如增加鎖存和防抖電路單元等），這樣留在芯片外部的只剩下光電接收管和負(fù)載電阻了（該電阻可用于外部調(diào)節(jié)接收靈敏度，不可省略）。而接收部分只需要在供電回路串接一個光電發(fā)射管，無需任何其它編解碼電路和附屬電路。完整的產(chǎn)品設(shè)計電路如圖9。

圖8

圖9

該ASIC根據(jù)發(fā)熱頭H1和H2本身阻值與其溫度成比例對應(yīng)的特性，采用測量發(fā)熱頭H1//H2的并聯(lián)電阻值的方法來判斷加熱溫度，從而達(dá)到控制產(chǎn)品發(fā)熱溫度的目的。電路中Ra/Rb/Rx/Ry和H1//H2組成惠斯通電橋，Rb和H1//H2串聯(lián)為橋路一臂，Ra/Rx/Ry三個電阻分別為另外三臂。位置檢測光電對管采用Vishay的CNY70，R6為接收管的集電極負(fù)載電阻。采用上述光電型位置檢測電路后，整個電路相對客戶原MCU方案大幅簡化，BOM成本降低一半左右，并且產(chǎn)品功耗大幅減低，穩(wěn)定程度大幅度提高，各種惡劣環(huán)境下都不會發(fā)生誤判現(xiàn)象，此外生產(chǎn)測試程序也大幅度簡化，顯著提高了產(chǎn)品的綜合性能。