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                                              圖1 感測(cè)開關(guān)(N.O 型)動(dòng)作
若是N.C 型，則動(dòng)作相反，遠(yuǎn)離為ON，靠近為OFF。各種不同感測(cè)組件，(光電，
磁感測(cè)，超音波……)都可以當(dāng)近接開關(guān)的傳感器。至于開關(guān)接點(diǎn)的型式，有晶體管接點(diǎn)，金屬接點(diǎn)和可控硅接點(diǎn)。
目前我們要談的產(chǎn)品，是以光電組件當(dāng)感測(cè)頭，所以必須有一個(gè)光發(fā)射器和一
個(gè)光接收器，我它們并列安裝，由物體靠近時(shí)把發(fā)射光反射回來(lái)，接收端所得到的
反射量的大小，代表物體的遠(yuǎn)近。

                                              圖2 光電接近開關(guān)方塊圖
一般感測(cè)用書所介紹的光學(xué)近接式開關(guān)實(shí)習(xí)線路，大都采用直流驅(qū)動(dòng)(像光遮斷
器的接法)，雖然方便實(shí)習(xí)進(jìn)行。但卻是不負(fù)責(zé)任的做法或經(jīng)驗(yàn)不足。因近接開關(guān)乃
以發(fā)射光經(jīng)物體反射接收來(lái)判斷。若一直流驅(qū)動(dòng)，則任何光源變化或陰影都會(huì)被接
收，而造成不確定的錯(cuò)誤動(dòng)作。
所以真正的光學(xué)式近接開關(guān)，采用紅外線波長(zhǎng)的發(fā)光二極管和光敏三極管外，最
重要的是：以交流驅(qū)動(dòng)(而非直流驅(qū)動(dòng))，由振蕩器產(chǎn)生固定頻率f₀的信號(hào)，經(jīng)電流
放大，去驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管，便能發(fā)出頻率為f₀ 的光脈波。
接收端所接到的信號(hào)，可能有任何光源的變化，但經(jīng)過(guò)中心頻率為0 f 的帶通濾
波器，濾除f₀以外的信號(hào)后，只有與f₀頻率相同的信號(hào)被放大。而其電壓的大小將
隨距離的遠(yuǎn)近而改變。
經(jīng)放大后的交流信號(hào)(頻率為f₀ )，若加以整流，便能把交流變成直流，就能很
方便地用電壓比較器加以判斷，最后才控制開關(guān)的ON 和OFF。
2. 電路分析

                                     圖3 光學(xué)式接近開關(guān)電路分析
(1) 振蕩器：OP1
任何能夠產(chǎn)生方波，脈波或正玄波的電路，都可以當(dāng)本單元的振蕩器。目前
我們使用OP1 當(dāng)做方波振蕩電路，并由R 和C 來(lái)決定振蕩頻率f₀的大小。

若C=0.1μF，R=4.55kΩ，便能得到 f₀ =kHz 的方波。而這個(gè)振蕩電路我們可
以由GS-03 完成之。

                                  圖4 GS-03 改裝成振蕩器
圖4 中，決定振蕩頻率的R 和C，已知C=0.1μF，R= RV_A和(10k+  RV₃ )并聯(lián)，若RV₃  調(diào)成0Ω，則
=(20k可變電阻)//(10kΩ固定電阻)，調(diào)RV_A  能得到R=4.55kΩ…… RV_A=8.34kΩ時(shí)
※也可以用一個(gè)8.2k 的電阻取代RV_A
(2) 電流放大：Q1

                                       圖5 電流放大的說(shuō)明
事實(shí)上近接開關(guān)偵測(cè)的距離都非常短，大都在10mm(1 公分)以內(nèi)，可以不必加
電流放大級(jí)。但我們希望把光發(fā)射的強(qiáng)度增大，使發(fā)射距離增長(zhǎng)，那么就可以把這
些電路也當(dāng)成紅外線遙控開關(guān)來(lái)使用。

                              圖6 紅外線遙控應(yīng)用
把反射組態(tài)，變成對(duì)設(shè)組態(tài)的安排便成了紅外線遙控電路。此時(shí)除了可以當(dāng)遙
控開關(guān)外，也可以當(dāng)遠(yuǎn)距離的光遮斷器使用。判斷有沒(méi)有物體通過(guò)，或拿來(lái)當(dāng)防盜
感應(yīng)器，偵測(cè)有沒(méi)有入侵者。
(3) 帶通濾波器：OP2
OP2 配合一些電阻與電容組成帶通濾波器，目前設(shè)計(jì)成中心頻率為1kHz。

                       圖7 帶通濾波器特性說(shuō)明
簡(jiǎn)言之，帶通濾波器乃抑制中心頻率f ₀ 以外的信號(hào)，即消除其它頻率(被視為雜
訊)的干擾。只讓1kHz 的信號(hào)通過(guò)。
(4) 信號(hào)放大：OP3
OP3 只是一個(gè)普通的相反放大器，把帶通濾波器所得到1kHz 的信號(hào)加以放大，
以利往后的電壓比較和判斷。OP3 的電路，可以拿GS-03~GS-06 來(lái)完成。
(5) 整流電路：D2

                                      圖8 半波整流與濾波
當(dāng)物體越近時(shí)，OP3 的輸出電壓V₀₃  越大，當(dāng)電壓足以讓二極管導(dǎo)通(約0.7V~1V
以上)時(shí)，便具有半波整流的功用，再加上C_F  濾波，便能得到V_DC 的直流電壓。物體
靠近V_DC 上升，物體遠(yuǎn)離V_DC 下降。則能以V_DC  的大小，代表物體的近遠(yuǎn)。