用工頻波作為編碼的光電型位置檢測電路

由上可見(jiàn)，在第一階段時(shí)，反射光線(xiàn)極強而環(huán)境光干擾極少，光電管輸出的是一個(gè)連續的標準的1-0-1-0-1-0-訊號，而距離較遠時(shí)無(wú)論有無(wú)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(wú)規律的其他連續訊號如“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的速度。因此，我們只要在后面使用一個(gè)極簡(jiǎn)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(gè)周期檢測一次，檢測到連續三組以上規則的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處停留未動(dòng)”，而如果要區分遠近則只要判斷U1B的輸出是否為低就可以。也就是說(shuō)有效區分開(kāi)了工件的是否動(dòng)作及距離遠近，實(shí)現工件位置檢測。

我們實(shí)現上述方案的設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(shí)會(huì )不停的合夾開(kāi)夾，暫停使用時(shí)要么合夾不動(dòng)，要么開(kāi)夾不動(dòng)）。如果產(chǎn)品長(cháng)期處于暫停使用狀態(tài)（30分鐘或1小時(shí)），則需要進(jìn)入待機模式或睡眠模式，以策安全及降低功耗。我們采用上述設計方案之后達到了非常滿(mǎn)意的結果。使用狀態(tài)下無(wú)論采用強光干擾、人為故意搖晃、在各個(gè)位置開(kāi)夾合夾模式下施加不同的強光或強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(gè)比較器和一個(gè)異或非門(mén)，如果用圖2電路配合一般MCU來(lái)使用則還有一定的簡(jiǎn)化余地，但是如果我們在A(yíng)SIC定制電路中來(lái)使用的話(huà)，則堪稱(chēng)極致簡(jiǎn)單了。如圖8，虛線(xiàn)框內的電路都可以直接設計在A(yíng)SIC內部，當然電路也可以比圖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載電阻了（該電阻可用于外部調節接收靈敏度，不可省略）。而接收部分只需要在供電回路串接一個(gè)光電發(fā)射管，無(wú)需任何其它編解碼電路和附屬電路。完整的產(chǎn)品設計電路如圖9。

圖8

圖9

該ASIC根據發(fā)熱頭H1和H2本身阻值與其溫度成比例對應的特性，采用測量發(fā)熱頭H1//H2的并聯(lián)電阻值的方法來(lái)判斷加熱溫度，從而達到控制產(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(gè)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載電阻。采用上述光電型位置檢測電路后，整個(gè)電路相對客戶(hù)原MCU方案大幅簡(jiǎn)化，BOM成本降低一半左右，并且產(chǎn)品功耗大幅減低，穩定程度大幅度提高，各種惡劣環(huán)境下都不會(huì )發(fā)生誤判現象，此外生產(chǎn)測試程序也大幅度簡(jiǎn)化，顯著(zhù)提高了產(chǎn)品的綜合性能。